电接触强化对Ni/Cu复合镀层组织与性能的影响

发布时间：2020-12-11 15:29

　　利用电刷镀在铸铁表面制备了厚度在1 mm左右的Ni/Cu复合镀层,并对镀层进行了电接触强化试验。利用场发射电镜(FESEM)、维氏硬度计分析了电接触强化对镀层组织性能的影响。试验结果表明,电接触强化改善了镀层表面和内部质量,减少了镀层内部裂纹、孔洞等缺陷。同时,电接触强化使镀层和基体之间产生了部分镶嵌熔融。电接触强化改变了Ni层与Cu层的组织结构,使镀层组织更加致密紧实,Cu层和Ni层之间发生了塑性变形,产生了一定的镶嵌。强化后镀层表面及截面硬度都有所提升。镀层与基体之间形成的硬化层硬度远大于基体硬度,电接触强化提高了镀层与基体之间的结合力。 

【文章来源】：金属热处理. 2020年08期 第228-232页 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

Ni/Cu复合镀层刷镀示意图

使用东华大学自主研发的电接触强化机对Ni/Cu复合镀层进行强化，电接触强化原理如图2所示，电极在气缸的带动下，紧密压在工件表面，电极由于摩擦力反向转动，在转动的同时，让电极在试样表面做进给运动。在电极做进给运动时，通以大电流，工件表面上会产生能量密度较大的电阻热对镀层表面进行淬火强化。工件转速为0.5 r/min，电机轮进给速度为1.25 mm/min，电流为45 k A，气缸压强为0.06 MPa。1.4 镀层组织性能的检测

图3是电接触强化前后Ni/Cu复合镀层的截面形貌，由图3可以看出，镀层厚度达到了1 mm以上。由图3(a)可见，强化前，镀层按镍-铜-镍-铜-镍的顺序排列，镀层与基体层次分明，镀层表面凹凸不平，均匀性较差。镀层内部存在明显的裂纹、缝隙孔洞等缺陷。镀层中铜层清晰可见，第一层Cu平直，第二层Cu呈波浪状。由图3(b)可知，电接触强化后，镀层质量变化明显，相较强化前更加紧实致密，内部缺陷明显减少，表面仍有一些凹陷，但相较强化前改善明显。Cu层颜色发生了变化，第二层Cu变得模糊几乎看不见踪迹。电接触强化改善了镀层表面和内部质量，使Ni层与Cu层分界变得不明显。在电接触强化的过程中，镀层表面由于受到电极轮压力的作用，高峰受到剪切力的影响被压入低峰，镀层表面的缝隙被填补，组织变得均匀紧实，镀层内部水平方向的裂纹也由于压力的作用被压合，电极与工件之间的高接触压力减少了镀层内部的孔洞及间隙。同时，根据“焦耳-楞次定律”以及“热传导定律”，镀层与电极之间通过的大电流产生巨大的热量使镀层发生熔融和凝固，内部垂直方向的裂纹发生融合，部分孔洞消失。高温高压改善了镀层表面以及内部的质量。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的组织结构及性能[J]. 丁小龙,胡振峰,金国,吕镖,汪笑鹤.  材料工程. 2018(11)
[2]脉冲电刷镀Ni-Co镀层及其硬度的研究[J]. 刘霁云,赵阳,董世运,徐滨士.  表面技术. 2018(01)
[3]电接触强化对Ni-P镀层组织与性能的影响[J]. 梅莹,丁浩,朱世根.  热加工工艺. 2017(22)
[4]WC-Al2O3纳米颗粒增强Ni-P复合镀层的电接触强化及性能[J]. 徐梦廓,朱世根,丁浩.  金属热处理. 2016(11)
[5]可溶性阳极快速镍电刷镀工艺的优化[J]. 薛伯生.  材料保护. 2006(03)
[6]电刷镀镍/镍包纳米Al2O3颗粒复合镀层微动磨损性能研究[J]. 徐龙堂,徐滨士,周美玲,马世宁,张伟.  摩擦学学报. 2001(01)

硕士论文
[1]高性能镍基厚涂层的制备工艺及强化[D]. 罗湘.东华大学 2017



本文编号：2910778