Q235钢表面NiP/超细SiC化学复合镀层工艺及性能研究
发布时间：2023-11-04 12:18
Q235是一种碳素结构钢,具有良好的韧性,属于中低强度钢,在石油、矿场机械等各种重要钢架结构领域应用广泛,如作为油气资源集输管线基材、磨具零件等。随着工件使用环境的日益复杂恶劣,对Q235钢等金属材料的性能要求逐渐提高,特别是在耐磨和防腐蚀性能方面。化学镀作为一种表面镀层技术,除了能改善材料的表面性能,还具有操作简单、成本低廉、不受镀件的种类和尺寸限制等优点,已经逐渐成为表面处理技术的一类重要分支。相比常规Ni-P二元化学镀层,通过在镀液中添加性能优良的第二相超细微粒,如SiC等制备出的复合镀层具有更加优异的综合性能。但由于超细微粒如纳米粒子的比表面积大,表面能较高,团聚十分严重,在镀液中很难实现均匀分散。低温等离子体技术是一种新型的表面处理方式,它通过激发气体放电产生大量活性粒子,如高能电子、正负离子和具有强氧化性的自由基,能够实现对基体表面的接枝,改性和净化等。为进一步系统优化化学镀复合镀层的制备工艺,改善第二相微粒在镀液中的均匀分散问题,本文选取亚微米级SiC为第二相,以显微硬度为评价指标,施镀时间为2h,通过正交实验优化了温度、pH值和SiC加量等3个参数,在对比分析不同工艺所...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 化学镀Ni-P镀层概述
1.3 化学复合镀
1.4 化学镀Ni-P/SiC镀层的研究进展
1.5 化学镀原理
1.5.1 化学镀镍磷热力学
1.5.2 化学镀镍磷动力学
1.6 化学复合镀基本原理
1.7 低温等离子体概述
1.8 本文的研究目的和主要内容
第2章 实验材料及方法
2.1 基体材料
2.2 实验试剂及设备
2.3 化学镀镀液的配方和工艺流程
2.3.1 化学镀镀液的配制
2.3.2 镀层制备工艺流程
2.4 低温等离子体表面处理
2.4.1 低温等离子体改性的参数选择
2.4.2 低温等离子体改性过程
2.4.3 低温等离子处理后的性能表征
2.5 镀层热处理研究
2.6 镀层形貌及性能表征
第3章 化学镀Ni-P/SiC镀层的制备及性能研究
3.1 化学镀Ni-P/SiC镀层正交试验设计
3.2 化学镀Ni-P/SiC镀层正交试验结果及分析
3.3 正交试验镀层分析
3.3.1 镀层显微硬度分析
3.3.2 镀层表面形貌及显微组织
3.3.3 镀层表面元素分析
3.3.4 镀层断面分析
3.3.5 镀层物相分析
3.3.6 镀层摩擦磨损性能
3.3.7 镀层耐蚀性
3.4 热处理对化学镀Ni-P/SiC镀层的影响
3.4.1 热处理温度对镀层硬度的影响
3.4.2 热处理试样表面形貌
3.4.3 热处理试样断面形貌
3.4.4 热处理试样物相分析
3.4.5 热处理后试样的摩擦磨损性能
3.4.6 热处理试样耐腐蚀性能
3.5 本章小结
第4章 SiC改性前后的分散性研究
4.1 分散性表征
4.2 粒度测试分析
4.3 Zeta电位分析
4.4 红外测试分析
4.5 XPS测试分析
4.5.1 XPS表面元素价态分析
4.5.2 表面元素含量分析
4.6 SEM分析
4.7 本章小结
第5章 SiC改性后化学镀Ni-P/SiC镀层的制备及性能研究
5.1 显微硬度分析
5.2 SiC改性后化学镀镀层形貌分析
5.3 SiC改性后化学镀镀层表面元素分析
5.4 SiC改性后化学镀镀层断面形貌分析
5.5 SiC改性后化学镀镀层摩擦系数分析
5.6 SiC改性后化学镀层的磨损形貌
5.7 SiC改性后化学镀层的磨痕元素分析
5.8 SiC改性后化学镀层在不同对磨球不同加载力下的摩擦系数曲线
5.9 SiC改性后化学镀层的耐蚀性
5.10 热处理对SiC改性后化学镀镀层形貌和耐磨性影响
5.10.1 热处理后的SiC改性化学镀镀层形貌
5.10.2 热处理后的SiC改性化学镀镀层摩擦磨损性能
5.11 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3860292
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 化学镀Ni-P镀层概述
1.3 化学复合镀
1.4 化学镀Ni-P/SiC镀层的研究进展
1.5 化学镀原理
1.5.1 化学镀镍磷热力学
1.5.2 化学镀镍磷动力学
1.6 化学复合镀基本原理
1.7 低温等离子体概述
1.8 本文的研究目的和主要内容
第2章 实验材料及方法
2.1 基体材料
2.2 实验试剂及设备
2.3 化学镀镀液的配方和工艺流程
2.3.1 化学镀镀液的配制
2.3.2 镀层制备工艺流程
2.4 低温等离子体表面处理
2.4.1 低温等离子体改性的参数选择
2.4.2 低温等离子体改性过程
2.4.3 低温等离子处理后的性能表征
2.5 镀层热处理研究
2.6 镀层形貌及性能表征
第3章 化学镀Ni-P/SiC镀层的制备及性能研究
3.1 化学镀Ni-P/SiC镀层正交试验设计
3.2 化学镀Ni-P/SiC镀层正交试验结果及分析
3.3 正交试验镀层分析
3.3.1 镀层显微硬度分析
3.3.2 镀层表面形貌及显微组织
3.3.3 镀层表面元素分析
3.3.4 镀层断面分析
3.3.5 镀层物相分析
3.3.6 镀层摩擦磨损性能
3.3.7 镀层耐蚀性
3.4 热处理对化学镀Ni-P/SiC镀层的影响
3.4.1 热处理温度对镀层硬度的影响
3.4.2 热处理试样表面形貌
3.4.3 热处理试样断面形貌
3.4.4 热处理试样物相分析
3.4.5 热处理后试样的摩擦磨损性能
3.4.6 热处理试样耐腐蚀性能
3.5 本章小结
第4章 SiC改性前后的分散性研究
4.1 分散性表征
4.2 粒度测试分析
4.3 Zeta电位分析
4.4 红外测试分析
4.5 XPS测试分析
4.5.1 XPS表面元素价态分析
4.5.2 表面元素含量分析
4.6 SEM分析
4.7 本章小结
第5章 SiC改性后化学镀Ni-P/SiC镀层的制备及性能研究
5.1 显微硬度分析
5.2 SiC改性后化学镀镀层形貌分析
5.3 SiC改性后化学镀镀层表面元素分析
5.4 SiC改性后化学镀镀层断面形貌分析
5.5 SiC改性后化学镀镀层摩擦系数分析
5.6 SiC改性后化学镀层的磨损形貌
5.7 SiC改性后化学镀层的磨痕元素分析
5.8 SiC改性后化学镀层在不同对磨球不同加载力下的摩擦系数曲线
5.9 SiC改性后化学镀层的耐蚀性
5.10 热处理对SiC改性后化学镀镀层形貌和耐磨性影响
5.10.1 热处理后的SiC改性化学镀镀层形貌
5.10.2 热处理后的SiC改性化学镀镀层摩擦磨损性能
5.11 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3860292
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