纳米氧化铝复合镀铁层的制备与摩擦磨损性能的研究

发布时间：2017-04-29 20:07

  本文关键词：纳米氧化铝复合镀铁层的制备与摩擦磨损性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：磨损是工程材料主要的失效方式之一,造成了材料和能源的损耗。要提高零件的使用性能和寿命,就需要提高其表面性能,对材料表面进行相应的处理。镀铁技术作为一种常见的表面强化及修复工艺,在修复受损机械零部件和对一些特殊材料的表面强化方面发挥着非常重要的作用。本文在董氏合金镀铁技术的基础上,向镀液中添加一定浓度的Al2O3纳米颗粒,制备了一种复合了Al2O3纳米颗粒的镀层。通过正交试验优化得到了复合电镀实验中合适的电镀温度、电流密度和A1203浓度；在合适的电镀温度、电流密度条件下,通过改变镀液中Al2O3浓度,制备了复合不同数量的Al2O3纳米颗粒的镀层,并分析了Al2O3浓度对镀层表面和截面形貌、显微硬度、Al2O3纳米颗粒含量的影响原因；利用摩擦磨损试验机对镀层的摩擦学性能进行检测,利用热震法对镀层的结合性能进行检测,并对纳米颗粒在镀层摩擦学性能的影响进行分析。实验结果表明,复合镀层和普通镀层表面都有网状裂纹、截面都有线条状裂纹,随着镀层中Al2O3颗粒复合量的增加,复合镀层表面网状裂纹、截面的线条状裂纹数量先是减少且变细,后趋于不变；复合镀层的硬度明显大于普通镀层的硬度,复合镀层的硬度随镀液中Al2O3浓度的增大先提高后略有减小；复合镀层中Al元素含量随着镀液中Al2O3浓度的增大先提高后略有降低；摩擦磨损实验结果表明,镀层中复合的Al2O3颗粒可提高其摩擦学性能,降低摩擦系数和磨损量；热震实验表明,镀层结合状态良好。
【关键词】：正交试验 复合电镀 网状裂纹 摩擦磨损
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ153
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 复合电镀技术简介10-14
• 1.2.1 复合电镀技术国内外研究现状11-12
• 1.2.2 复合电镀技术的优势12
• 1.2.3 纳米粒子在复合电镀中的应用12-13
• 1.2.4 影响复合电镀效果的因素13-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-15
• 第2章 复合电镀实验方法和装置15-26
• 2.1 实验材料和设备15-20
• 2.1.1 阴、阳极材料及尺寸15
• 2.1.2 纳米微粒的选择15-18
• 2.1.3 主要试剂及其他材料18-19
• 2.1.4 实验设备19-20
• 2.2 Fe-Al_2O_3纳米复合镀层的制备20-25
• 2.2.1 实验装置20-21
• 2.2.2 实验原理21-23
• 2.2.3 实验流程23-24
• 2.2.4 实验方案24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 复合电镀实验结果及分析26-54
• 3.1 各因素对镀层硬度的影响26-34
• 3.1.1 镀液温度对电镀层硬度的影响28-30
• 3.1.2 电流密度对电镀层硬度的影响30-31
• 3.1.3 Al_2O_3浓度对电镀层硬度的影响31-33
• 3.1.4 分析总结33-34
• 3.2 各因素对镀层中Al含量的影响34-40
• 3.2.1 镀液温度对电镀层Al元素含量的影响35-36
• 3.2.2 电流密度对电镀层Al元素含量的影响36-37
• 3.2.3 Al_2O_3浓度对电镀层Al元素含量的影响37-39
• 3.2.4 分析总结39-40
• 3.3 因素值的优化选择40-41
• 3.4 Al_2O_3浓度对镀层性能的影响41-53
• 3.4.1 表面和截面形貌41-46
• 3.4.2 Al_2O_3浓度对镀层中Al元素含量影响关系的验证46-49
• 3.4.3 Al_2O_3浓度对镀层硬度的影响关系的验证49-51
• 3.4.4 分析总结51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第4章 复合镀层的性能测试及分析54-66
• 4.1 复合镀层的摩擦学性能测试54-63
• 4.1.1 摩擦磨损实验机54-56
• 4.1.2 上、下试样的制备56-57
• 4.1.3 实验方案57-58
• 4.1.4 实验结果及机理分析58-63
• 4.2 复合镀层的结合强度性能测试63-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第5章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 作者简介72

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本文编号：335517