稀土对Ni-P非晶镀层和Ni-P-β-SiC复合镀层性能的影响

发布时间：2017-12-18 03:12

  本文关键词：稀土对Ni-P非晶镀层和Ni-P-β-SiC复合镀层性能的影响

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【摘要】：铝合金存在硬度低、耐磨性差、容易发生晶间腐蚀等问题而使其应用受到限制。在铝合金表面上形成复合镀层是解决以上问题非常有效的途径之一。复合镀层是一种具有优良性能且功能特殊的新型复合材料,它能显著提高镀层的硬度和耐磨性。β-SiC具有很好的化学稳定性、抗磨、耐高温、耐热震、耐腐蚀等性能,是理想的第二相增强颗粒。在多种材料制备、加工工艺以及表面处理技术中,添加适量的稀土元素能够显著地改善工艺条件、降低生产成本并提高产品性能。本文以提高铝合金表面综合性能为目的,通过化学复合镀技术在铝合金基体表面制备了性能优异的Ni-P-β-SiC复合镀层,重点研究了稀土对Ni-P非晶镀层和Ni-P-β-SiC复复合镀层性能的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)、划痕仪、显微维氏硬度仪等多种检测手段对复合镀层的微观形貌、元素分布、结构性能等做了表征和分析,主要研究内容和结果如下。(1)研究了镀液中β-SiC微粉的添加量与Ni-P-β-SiC复合镀层力学性能之间的关系,确定了β-SiC微粉的最佳添加浓度。研究结果表明:添加β-SiC微粉能显著提高复合镀层的硬度和耐磨性,当加入镀液中β-SiC微粉的浓度为10g/L时,所得Ni-P-β-SiC复合镀层综合性能最佳,此时镀层与基体界面清晰且结合良好,β-SiC微粉均匀弥散于Ni-P基质合金镀层内,整个镀层平整光滑,没有裂纹等缺陷,沉积速率、硬度均达到最高,分别为14.2μm/h和580HV0.05,磨损量比相同试验条件下Ni-P非晶镀层磨损量降低了1.6倍,摩擦系数降低为0.5,耐磨性得到显著提高。(2)研究了稀土盐Y(NO3)3和LaCl3对Ni-P非晶态化学镀层微观形貌、沉积速率、硬度和耐蚀性等性能的影响。研究结果表明:两种稀土元素均提高了Ni-P非晶态镀层中P的含量和镀层的非晶化程度,沉积速率、耐蚀性和硬度均有显著提高,Y元素的作用更加显著;当添加150mg/L的Y(NO3)3时,所获得的镀层综合性能最佳,结合力为32.64N,P含量达12.6%,显微硬度达558.6HV0.05,沉积速率为26.5μm/h,耐蚀性显著提高:在3.5%的NaCl溶液中,镀层的腐蚀电位由-0.70V上升到-0.48V,提高了220mV。(3)重点研究了稀土盐Y(NO3)3对Ni-P-β-SiC复合镀层性能的影响。研究结果表明:在镀液中添加稀土盐Y(NO3)3能提高Ni-P-β-SiC复合镀层的沉积速率、耐蚀性和耐磨性。当稀土盐Y(NO3)3添加浓度为1.0g/L时所获得的N i-P-β-SiC复合镀层综合性能最佳,沉积速率为15.8μm/h,硬度590HV0.05,耐蚀性能也显著提高:在3.5%的NaCl溶液中,镀层的腐蚀电位由-0.74V上升到-0.57V,提高了170mV。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4

【参考文献】

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1 Makoto HINO;Koji MURAKAMI;Yutaka MITO OKA;Ken MURAOKA;Teruto KANADANI;;Effects of zincate treatment on adhesion of electroless Ni-P coating onto various aluminum alloys[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年04期

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本文编号：1302574