Co-Cr合金及其納米復合鍍層的直流/脈沖電鍍工藝與性能研究
發(fā)布時間：2021-08-02 02:12
金屬材料在實際應用中往往由于表面磨損、腐蝕等原因出現(xiàn)性能降低,使用壽命下降等問題。相比于等離子噴涂、高速火焰噴涂、化學氣相沉積等手段,電沉積是一種簡單而經(jīng)濟的表面處理技術。三價鉻電鍍作為一種環(huán)保而低成本的工藝近年來得到了快速的發(fā)展,但單一的鉻鍍層耐磨、耐腐蝕性較差,通過向鍍液中引入共鍍金屬（例如鎳、鈷）來優(yōu)化鍍鉻層性能是一種有效的手段。鈷鉻合金由于其良好的耐磨損、耐腐蝕性和生物相容性在機械、化工、航空航天、汽車、醫(yī)療以及電子工業(yè)方面得到了廣泛的應用。本文采用直流和脈沖電沉積方法制備了Co-Cr合金以及Co-Cr-SiO2納米復合鍍層。鍍液組成為:Cr2（SO4）3?6H2O 140g/L,CoSO4·7H2O 50 g/L,檸檬酸鈉120g/L,甲酸鈉65g/L,尿素65g/L,硼酸50g/L,KBr 50 g/L,NH4Cl 50 g/L,糖精0.5 g/L,十二烷基硫酸鈉0.2g/L以及納米SiO2...
【文章來源】：齊魯工業(yè)大學山東省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
脈沖電流的波形圖
圖 2.1 本次實驗所用電鍍裝置示意圖本次實驗制備 Co-Cr 合金鍍層的電鍍液配方如下:鍍液成分 濃度六水合硫酸鉻 140 g·L-1七水合硫酸鈷 50 g·L-1檸檬酸鈉 140 g·L-1甲酸鈉 65 g·L-1尿素 65 g·L-1硼酸 50 g·L-1氯化銨 50 g·L-1溴化鉀 50 g·L-1糖精 0.5 g·L-1十二烷基硫酸鈉 0.2 g·L-1
而鍍層的顯微硬度則先增大后減小。一般情況下，當電流密度較小時陰極極化作用相對較弱，晶核形成速度較慢且成長速度快，導致鍍層的晶粒較粗糙；隨著電流密度的增加，陰極極化作用效果增強，過電位也不斷增大，陰極表面沉積的金屬量增加，電鍍速率隨之提高，鍍層結晶細密緊致，顯微硬度也會提高；隨著電流密度的進一步增長甚至超過電流密度上限以后，陰極附近缺少金屬離子造成氫的析出，導致陰極附近 pH 值快速升高從而生成金屬的氫氧化物并夾雜在鍍層中，產(chǎn)生麻點、空洞、疏松、燒焦等現(xiàn)象，導致鍍層質量下降，顯微硬度也隨之降低[26]。3.1.3 攪拌速度對鍍層的影響對電鍍液進行攪拌可以提高電流密度上限值，改善電鍍液的分散能力從而提高鍍層質量。使用的電鍍液配方為：Cr2(SO4)3 6H2O 140g/L, CoSO4·7H2O 50 g/L，檸檬酸鈉 140g/L，甲酸鈉 65g/L，尿素 65g/L，硼酸 50g/L，KBr 50 g/L，NH4Cl 50g/L，糖精 0.5g/L，十二烷基硫酸鈉 0.2g/L。其它工藝參數(shù)為：pH 值 2.5；鍍液溫度 30℃；電鍍時間 45 min。電流密度為 150mA/cm2；攪拌速度為 50-300r/min。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]脈沖電鍍優(yōu)化金鍍層性能的工藝研究[J]. 陳楠,熊瑛,郭亮,田揚超,劉剛. 新技術新工藝. 2016(09)
[2]三價鉻電鍍工藝研究現(xiàn)狀及展望[J]. 周琳燕,古雅菁,歐陽小琴,肖勝輝,張斌斌,萬瑩,王春霞,馮長杰. 電鍍與精飾. 2015(08)
[3]銅基體鍍鉻的工藝實踐[J]. 王照國,陸興華. 科技信息. 2014(02)
[4]鎳–鉻–鈷合金鍍層的電沉積工藝與耐蝕性能[J]. 楊添,彭成章,曹獲,向浪. 電鍍與涂飾. 2013(11)
[5]化學鍍鍍層孔隙率對電化學行為的影響及其量化評價[J]. 徐揚,鄒勇,欒濤. 功能材料. 2013(06)
[6]石墨對Ni-Cr和Ni-Cr-W復合材料摩擦性能的影響[J]. 張定軍,王愛芳,賈均紅,吳有智,王文珍. 材料科學與工藝. 2012(04)
[7]工藝參數(shù)對Ni-SiC納米復合鍍層硬度的影響[J]. 王琳,孫本良,許為,姜秀明,張雷,林輝龍. 電鍍與精飾. 2012(05)
[8]電火花沉積Ni-Cr合金涂層的組織及性能[J]. 高玉新,趙程,易劍. 材料工程. 2012(03)
[9]電泳-電沉積鎳基納米復合鍍層Ni-Al2O3的耐蝕性能[J]. 田海燕,朱荻,曲寧松,朱增偉. 腐蝕與防護. 2011(06)
[10]納米微粒復合鍍層的研究進展[J]. 白亞楠,郝建軍. 電鍍與精飾. 2010(08)
博士論文
[1]脈沖電沉積制備納米顆粒增強金屬基復合材料的研究[D]. 徐瑞東.昆明理工大學 2008
碩士論文
[1]鎳鉻（Ⅲ）合金及其納米復合鍍層的直流/脈沖電鍍工藝與機理研究[D]. 孫健.齊魯工業(yè)大學 2015
[2]蛇紋石添加劑對45鋼/鍍鉻摩擦副磨損自修復實驗研究[D]. 石磊.燕山大學 2011
本文編號：3316679
【文章來源】：齊魯工業(yè)大學山東省
【文章頁數(shù)】：64 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
脈沖電流的波形圖
圖 2.1 本次實驗所用電鍍裝置示意圖本次實驗制備 Co-Cr 合金鍍層的電鍍液配方如下:鍍液成分 濃度六水合硫酸鉻 140 g·L-1七水合硫酸鈷 50 g·L-1檸檬酸鈉 140 g·L-1甲酸鈉 65 g·L-1尿素 65 g·L-1硼酸 50 g·L-1氯化銨 50 g·L-1溴化鉀 50 g·L-1糖精 0.5 g·L-1十二烷基硫酸鈉 0.2 g·L-1
而鍍層的顯微硬度則先增大后減小。一般情況下，當電流密度較小時陰極極化作用相對較弱，晶核形成速度較慢且成長速度快，導致鍍層的晶粒較粗糙；隨著電流密度的增加，陰極極化作用效果增強，過電位也不斷增大，陰極表面沉積的金屬量增加，電鍍速率隨之提高，鍍層結晶細密緊致，顯微硬度也會提高；隨著電流密度的進一步增長甚至超過電流密度上限以后，陰極附近缺少金屬離子造成氫的析出，導致陰極附近 pH 值快速升高從而生成金屬的氫氧化物并夾雜在鍍層中，產(chǎn)生麻點、空洞、疏松、燒焦等現(xiàn)象，導致鍍層質量下降，顯微硬度也隨之降低[26]。3.1.3 攪拌速度對鍍層的影響對電鍍液進行攪拌可以提高電流密度上限值，改善電鍍液的分散能力從而提高鍍層質量。使用的電鍍液配方為：Cr2(SO4)3 6H2O 140g/L, CoSO4·7H2O 50 g/L，檸檬酸鈉 140g/L，甲酸鈉 65g/L，尿素 65g/L，硼酸 50g/L，KBr 50 g/L，NH4Cl 50g/L，糖精 0.5g/L，十二烷基硫酸鈉 0.2g/L。其它工藝參數(shù)為：pH 值 2.5；鍍液溫度 30℃；電鍍時間 45 min。電流密度為 150mA/cm2；攪拌速度為 50-300r/min。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]脈沖電鍍優(yōu)化金鍍層性能的工藝研究[J]. 陳楠,熊瑛,郭亮,田揚超,劉剛. 新技術新工藝. 2016(09)
[2]三價鉻電鍍工藝研究現(xiàn)狀及展望[J]. 周琳燕,古雅菁,歐陽小琴,肖勝輝,張斌斌,萬瑩,王春霞,馮長杰. 電鍍與精飾. 2015(08)
[3]銅基體鍍鉻的工藝實踐[J]. 王照國,陸興華. 科技信息. 2014(02)
[4]鎳–鉻–鈷合金鍍層的電沉積工藝與耐蝕性能[J]. 楊添,彭成章,曹獲,向浪. 電鍍與涂飾. 2013(11)
[5]化學鍍鍍層孔隙率對電化學行為的影響及其量化評價[J]. 徐揚,鄒勇,欒濤. 功能材料. 2013(06)
[6]石墨對Ni-Cr和Ni-Cr-W復合材料摩擦性能的影響[J]. 張定軍,王愛芳,賈均紅,吳有智,王文珍. 材料科學與工藝. 2012(04)
[7]工藝參數(shù)對Ni-SiC納米復合鍍層硬度的影響[J]. 王琳,孫本良,許為,姜秀明,張雷,林輝龍. 電鍍與精飾. 2012(05)
[8]電火花沉積Ni-Cr合金涂層的組織及性能[J]. 高玉新,趙程,易劍. 材料工程. 2012(03)
[9]電泳-電沉積鎳基納米復合鍍層Ni-Al2O3的耐蝕性能[J]. 田海燕,朱荻,曲寧松,朱增偉. 腐蝕與防護. 2011(06)
[10]納米微粒復合鍍層的研究進展[J]. 白亞楠,郝建軍. 電鍍與精飾. 2010(08)
博士論文
[1]脈沖電沉積制備納米顆粒增強金屬基復合材料的研究[D]. 徐瑞東.昆明理工大學 2008
碩士論文
[1]鎳鉻（Ⅲ）合金及其納米復合鍍層的直流/脈沖電鍍工藝與機理研究[D]. 孫健.齊魯工業(yè)大學 2015
[2]蛇紋石添加劑對45鋼/鍍鉻摩擦副磨損自修復實驗研究[D]. 石磊.燕山大學 2011
本文編號：3316679
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3316679.html
教材專著
