电沉积Ni-cBN复合镀层及其性能研究

发布时间：2018-04-08 08:40

  本文选题：电沉积　切入点：立方氮化硼　出处：《北京理工大学》2016年硕士论文

【摘要】：本研究采用电沉积方法在TC4钛合金表面制备Ni-c BN复合镀层,研究了电沉积工艺参数镀液中c BN颗粒含量、电流密度、镀液温度、镀液p H值和镀液主盐浓度对复合Ni-c BN复合镀层组织结构、显微硬度和沉积速率的影响。在本研究条件下得出最佳的工艺参数为:电流密度1A/dm2,镀液温度60℃,镀液p H=4,主盐浓度350g/L,镀液中c BN颗粒悬浮量为10g/L,表面活性剂为十二烷基硫酸钠。Ni-c BN复合镀层的摩擦系数随着Ni-c BN复合镀层中c BN颗粒含量增加而减小,当Ni-c BN复合镀层中c BN颗粒含量为45.66%时,复合镀层摩擦系数为0.408,磨损率为0.053mg.m-1,其耐磨性比电镀纯镍镀层提高了近10倍。Ni-c BN复合镀层的摩擦系数随着外加载荷的增加而增大。随着载荷的增大,复合镀层黏着磨损的程度增大,当载荷超过8N时,复合镀层表面开始产生裂纹,当载荷达到10N时,复合镀层表面形成大量的垂直于磨损方向的裂纹。Ni-c BN复合镀层的摩擦系数随着滑动速度的增大而增大,但是其磨损率随着滑动速度的增大而减小。分析磨损产物发现磨痕表面出现了摩擦副GCr15中的Fe元素和少量的Cr等元素,说明在滑动摩擦过程中发生了物质的迁移。此外,该能谱图中同样显示了O元素的存在,说明在干磨损的条件下,由于磨损过程中产生的大量的热,使镀层表面发生氧化形成了氧化膜。Ni-c BN复合镀层高温抗氧化性能随着镀层中c BN颗粒含量的增加而增大。Ni-c BN复合镀层在高温氧化的初始阶段,氧含量增加较多,氧化速度较快。随着时间的延长,Ni-c BN复合镀层氧元素含量增加不明显,曲线趋于平缓,氧化速率不大。随着氧化温度的升高,Ni-c BN复合镀层氧元素增量呈直线增加。分析Ni-c BN复合镀层的高温氧化产物发现氧化产物为Ni O,c BN颗粒并没有发生变化。使用Tafel曲线研究Ni-c BN复合镀层的耐腐蚀性能,由塔菲尔曲线分析可知,随着Ni-c BN复合镀层中c BN颗粒含量的增加,Ni-c BN复合镀层的腐蚀电流密度逐渐减小,腐蚀的速率逐渐降低,耐腐蚀性能逐渐提高。由电化学阻抗谱分析可得,随着Ni-c BN复合镀层中c BN颗粒含量的增加,Ni-c BN复合镀层的极化电阻值逐渐增大,耐腐蚀性能逐渐提高。这两种方法测试的结果呈现出一致性,说明Ni-c BN复合镀层具有良好的耐腐蚀性能。
[Abstract]:In this study, Ni-c BN composite coatings were prepared on the surface of TC4 titanium alloy by electrodeposition method. The content of c BN particles, current density and bath temperature in the electrodeposition process parameters were studied.Effects of pH value of bath and concentration of main salt of bath on microstructure, microhardness and deposition rate of composite Ni-c BN composite coating.Under the conditions of this study, the optimum technological parameters are as follows: current density 1A / dm ~ (2), bath temperature 60 鈩，

本文编号：1720877