本文關(guān)鍵詞：金屬表面復(fù)合電沉積毛化工藝研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)合電沉積 微粒 電沉積鉻 表面毛化 軋輥

【摘要】：隨著航空航天、汽車制造業(yè)、電器產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,對冷軋鋼板及其軋輥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也提出更高的要求。目前對于軋輥表面的毛化處理方式多種,但是各有不足。研究一種毛化處理方式,同時(shí)具有毛化均勻、效率高、粗糙度范圍廣、耐磨性能好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn),對于研發(fā)新型冷軋輥毛化工藝具有重要意義。根據(jù)國內(nèi)外毛化工藝的現(xiàn)狀,本課題采用一種目前新型的毛化工藝方式,即電化學(xué)沉積的方式。電沉積過程中,在沉積液中添加適量微粒,利用鎳與微粒共沉積的方式來增加鍍層粗糙度,再經(jīng)過電沉積鉻來增強(qiáng)毛化層,提高其硬度和耐磨性能。以鍍層的粗糙度(Ra)、耐磨性能、以及硬度作為試驗(yàn)指標(biāo),優(yōu)化工藝參數(shù),實(shí)驗(yàn)考查了復(fù)合電沉積過程中,電流密度、主鹽濃度、pH值、鍍液溫度、微粒的種類及濃度對試驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:復(fù)合電沉積過程中,微粒的種類對試驗(yàn)結(jié)果影響較大,在Ni-Al_2O_3、Ni-ZrO_2、Ni-SiO_2復(fù)合鍍層中,Ni-Al_2O_3鍍層硬度最大、Ni-ZrO_2鍍層次之、Ni-SiO_2鍍層硬度最小。毛化效果優(yōu)良依次是Ni-Al_2O_3鍍層、Ni-SiO_2鍍層、Ni-ZrO_2鍍層。復(fù)合電沉積層在增強(qiáng)鍍鉻后鍍層硬度明顯提高,硬度均值由461.68Hv可提高到660Hv以上,最大值可達(dá)到1049Hv。增強(qiáng)粗糙度下降,由均值4.48μm降低到4μm以下。增強(qiáng)鍍鉻后鍍層耐磨性增強(qiáng),平均磨損量降低60%。在鍍層硬度方面,pH 4.2~5.0、電流密度3~4A·dm~(-2)、Al_2O_3 8~12g·L~(-1)、溫度在42℃~52℃,鍍層硬度較高,在660~1049Hv。在粗糙度方面,pH 3.9~4.3、電流密度2.5~3.5 A·dm~(-2)、Al_2O_3 8~11g·L~(-1)、溫度48~55℃、NiSO_4 230~250g·L~(-1),鍍層粗糙度較大Ra在2.5~3.5μm。在耐磨性方面,pH 4.0~4.5,電流密度2.5~3.5 A·dm~(-2)、Al_2O_3 4~8g·L~(-1)、溫度45~55℃、NiSO_4 240~280 g·L~(-1)可獲得耐磨性能較好的鍍層。正交試驗(yàn)優(yōu)化后,最佳工藝參數(shù):NiSO_4·6H2O 280 g/L,Al_2O_3 10 g/L,電流密度3A/dm2,pH 4.8,溫度45°C。經(jīng)檢測硬度963.7Hv,粗糙度3.576μm,耐磨性較好。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合電沉積 微粒 電沉積鉻 表面毛化 軋輥
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ153
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-31
• 1.1 引言13-14
• 1.2 冷軋輥毛化技術(shù)的方法及原理14-21
• 1.2.1 噴丸毛化技術(shù)14-15
• 1.2.2 電火花毛化15-17
• 1.2.3 激光毛化17-18
• 1.2.4 電子束毛化18-19
• 1.2.5 噴墨毛化19-20
• 1.2.6 冷軋輥毛化技術(shù)的新進(jìn)展20-21
• 1.2.7 冷軋輥毛化技術(shù)的比較21
• 1.3 復(fù)合電沉積21-28
• 1.3.1 復(fù)合電沉積的概念21-22
• 1.3.2 復(fù)合電沉積研究進(jìn)展22-24
• 1.3.3 復(fù)合電沉積機(jī)理24-26
• 1.3.4 影響復(fù)合電沉積的主要因素26-28
• 1.4 電沉積鉻工藝28-30
• 1.4.1 電沉積鉻發(fā)展及現(xiàn)狀28
• 1.4.2 鉻鍍層的性能優(yōu)點(diǎn)28-29
• 1.4.3 電沉積鉻工藝鍍液組成29
• 1.4.4 鍍鉻工藝的主要特點(diǎn)29-30
• 1.5 本課題研究的目的、內(nèi)容及意義30-31
• 第2章 實(shí)驗(yàn)31-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料31-33
• 2.1.1 電沉積基底材料31
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品31-32
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備32-33
• 2.2 電沉積工藝裝置示意圖33-34
• 2.3 電沉積工藝流程34
• 2.4 工藝說明34-37
• 2.4.1 微粒預(yù)處理34-35
• 2.4.2 基體金屬預(yù)處理35
• 2.4.3 復(fù)合電沉積鍍液的配制35-36
• 2.4.4 電沉積鉻鍍液的配制36-37
• 2.5 試驗(yàn)方法37
• 2.5.1 正交試驗(yàn)37
• 2.5.2 單因素平行試驗(yàn)37
• 2.6 性能檢測方法37-39
• 2.6.1 鍍層硬度的測試37-38
• 2.6.2 鍍層毛化粗糙度測試38
• 2.6.3 鍍層平面及三維形貌觀察38
• 2.6.4 鍍層耐磨性能檢測38
• 2.6.5 鍍層組織結(jié)構(gòu)XRD檢測38-39
• 第3章 不同微粒體系鍍層性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論39-56
• 3.1 Al_2O_3體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析39-43
• 3.1.1 鍍層硬度分析40-42
• 3.1.2 鍍層粗糙度分析42-43
• 3.2 ZrO_2體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析43-46
• 3.2.1 鍍層硬度分析44-45
• 3.2.2 鍍層粗糙度分析45-46
• 3.3 SiO_2體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析46-50
• 3.3.1 鍍層硬度分析48-49
• 3.3.2 鍍層粗糙度分析49-50
• 3.4 不同微粒體系復(fù)合鍍層比較50-54
• 3.4.1 復(fù)合鍍層微觀形貌50-53
• 3.4.2 不同微粒復(fù)合鍍層的性能比較53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 工藝參數(shù)對Ni-Al_2O_3復(fù)合鍍層性能影響的研究56-77
• 4.1 PH值對試驗(yàn)結(jié)果影響分析58-60
• 4.1.1 pH對鍍層硬度的影響分析58-59
• 4.1.2 pH對鍍層粗糙度的影響分析59
• 4.1.3 pH對鍍層耐磨性的影響分析59-60
• 4.2 電流密度對試驗(yàn)結(jié)果影響分析60-62
• 4.2.1 電流密度對鍍層硬度的影響分析60-61
• 4.2.2 電流密度對鍍層粗糙度的影響分析61
• 4.2.3 電流密度對鍍層耐磨性的影響分析61-62
• 4.3 Al_2O_3微粒濃度對試驗(yàn)結(jié)果影響分析62-64
• 4.3.1 Al_2O_3微粒濃度對鍍層硬度的影響分析62-63
• 4.3.2 Al_2O_3濃度對鍍層粗糙度的影響分析63-64
• 4.3.3 Al_2O_3濃度對鍍層耐磨性的影響分析64
• 4.4 溫度對試驗(yàn)結(jié)果影響分析64-67
• 4.4.1 溫度對鍍層硬度的影響分析65
• 4.4.2 溫度對鍍層粗糙度的影響分析65-66
• 4.4.3 溫度對鍍層耐磨性的影響分析66-67
• 4.5 NiSO_4濃度對試驗(yàn)結(jié)果影響的分析67-69
• 4.5.1 NiSO_4濃度對鍍層硬度的影響分析67-68
• 4.5.2 NiSO_4濃度對鍍層粗糙度的影響分析68
• 4.5.3 NiSO_4濃度對鍍層耐磨性的影響分析68-69
• 4.6 工藝參數(shù)優(yōu)化與最佳工藝選取69-72
• 4.7 復(fù)合鍍層XRD分析72
• 4.8 增強(qiáng)鍍鉻復(fù)合鍍層微觀及三維形貌72-74
• 4.8.1 Ni-Al_2O_3復(fù)合電沉積的與其增強(qiáng)鍍鉻前后對比73-74
• 4.8.2 增強(qiáng)鍍鉻后不同毛化程度對比74
• 4.9 本章小節(jié)74-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果82-83
• 致謝83-84

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本文編號(hào)：683421