發(fā)布時間：2017-10-09 21:09

  本文關(guān)鍵詞：鎳—鈷—錳—覆鍍金剛石復(fù)合鍍工藝與性能研究

  更多相關(guān)文章： Ni-Co-Mn合金 復(fù)合電鍍 化學鍍 金剛石 納米壓痕 納米劃痕 結(jié)合力 熱腐蝕 摩擦磨損

【摘要】：復(fù)合電鍍技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛,尤其是以金剛石為分散劑的復(fù)合電鍍工具在現(xiàn)代耐磨、減磨領(lǐng)域的應(yīng)用前景巨大。因此,優(yōu)化復(fù)合電鍍工藝以進一步提高復(fù)合鍍層的耐磨、耐腐蝕、抗氧化等性能以及鍍層與金屬基體的結(jié)合力具有顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。本文采用Ni-Co-Mn合金作為胎體層,利用化學鍍Ni-P層作為預(yù)鍍層,采用Ni-P覆鍍金剛石作為分散劑,制得新型復(fù)合鍍層,研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：(1)通過電鍍法制備了Ni-Co-Mn三元合金并進行了工藝優(yōu)化,采用硬度、納米劃痕、SEM、EDS等手段綜合分析了鍍層性能。結(jié)果表明,Ni-Co-Mn三元合金電鍍最佳主鹽配方為NiSO4:280 g/L、CoSO4:11 g/L、MnSO4:1 g/L;鍍液溫度低于50℃時鍍層易“燒焦”,高于60℃時鍍層硬度及結(jié)合力下降；電流密度增大至3 A/dm2時有利于形成平整致密的鍍層,超過5A/dmn2時鍍層表面易出現(xiàn)析氫、積瘤等缺陷；最佳條件下的鍍層硬度HV達520.7,膜基結(jié)合力達25.52 N；Mn含量越高鍍層硬度越大,Co含量越高膜基結(jié)合越好。(2)通過先化學鍍后電鍍的方法制得“基材-化學鍍Ni-P層-電鍍Ni-Co-Mn層”的復(fù)合層,采用金相觀測、納米壓痕、納米劃痕、SEM、EDS等方法研究了鍍層的力學性能及耐熱腐蝕性能。結(jié)果表明,復(fù)合層的彈性模量、納米硬度與電鍍層相近,比單一化學鍍層略低；復(fù)合層與基材結(jié)合得較好,復(fù)合層中兩種鍍層亦結(jié)合得較好,結(jié)合力超出納米劃痕的最大測量值28N,比單一電鍍層與基材的結(jié)合力大；化學鍍層與電鍍層的組織致密度較高,耐熱腐蝕性及抗氧化性較好,且化學鍍層稍優(yōu)于電鍍層；先化學鍍后電鍍的工藝比單一電鍍的結(jié)合牢固,比單一化學鍍的鍍層生長速率要快。(3)通過調(diào)整鍍液成分制得低、中、中高、高磷含量的Ni-P-金剛石,研究不同磷含量金剛石的表面形貌、組織結(jié)構(gòu)及耐熱性能,研究磷含量對微細金剛石的形貌及分散性能的影響。結(jié)果表明,低磷金剛石表面光整,粗糙度低,中磷金剛石表面有細小瘤狀物,粗糙度較大,中高磷金剛石表面的瘤狀物增大增多,高磷金剛石表面的瘤狀物聚積成團；磷含量越高,覆鍍金剛石的抗氧化能力越差,表面損傷越嚴重；高溫作用可將非晶Ni-P合金晶體化,除高磷Ni-P合金轉(zhuǎn)變?yōu)镹il2P5,其他轉(zhuǎn)變?yōu)镹i3P；粒徑1μm的Ni-P-微細金剛石易團聚,磷含量越高,團聚越嚴重,且懸浮率越低。(4)通過改變攪拌器轉(zhuǎn)速及金剛石微粒濃度,研究其對復(fù)合鍍層中金剛石分布及硬度的影響,研究了熱處理溫度對復(fù)合鍍層摩擦磨損性能的影響,包括硬度、摩擦系數(shù)、體積磨損率、磨痕形貌。結(jié)果表明,攪拌轉(zhuǎn)速在200～500 r/mmin內(nèi)增大,金剛石沉積量逐漸增大,在500-600 r/min內(nèi)的沉積量穩(wěn)定,超過600 r/mmin的沉積量逐漸減少；金剛石濃度在1-5 g/L增加,金剛石沉積量逐漸增大,濃度超過5 g/L沉積量穩(wěn)定；金剛石沉積量越大,鍍層的硬度越大：300℃熱處理溫度下的復(fù)合鍍層性能最優(yōu),其硬度最大,摩擦系數(shù)較大,且體積磨損率最低,耐磨性強,磨痕表面較完整,無犁溝、磨屑堆積等現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：Ni-Co-Mn合金 復(fù)合電鍍 化學鍍 金剛石 納米壓痕 納米劃痕 結(jié)合力 熱腐蝕 摩擦磨損
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 復(fù)合電鍍技術(shù)9-12
• 1.2.1 復(fù)合電鍍概述9
• 1.2.2 復(fù)合電鍍機理9-10
• 1.2.3 復(fù)合電鍍研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 化學鍍技術(shù)12-13
• 1.3.1 化學電鍍概述12
• 1.3.2 化學鍍機理12
• 1.3.3 化學鍍研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 金剛石表面覆鍍技術(shù)13-16
• 1.4.1 金剛石的特征及性質(zhì)13-14
• 1.4.2 金剛石表面覆鍍概述14-15
• 1.4.3 金剛石表面覆鍍研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文研究的背景及內(nèi)容16-18
• 第二章 鎳-鈷-錳三元合金電鍍制備工藝研究18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 試驗材料與方法18-20
• 2.2.1 試驗材料18-19
• 2.2.2 試驗方案19-20
• 2.2.3 性能測試20
• 2.3 結(jié)果與分析20-26
• 2.3.1 納米劃痕鍍層結(jié)合力的測定20-21
• 2.3.2 鍍液主鹽含量確定21-22
• 2.3.3 溫度對鍍層合金性能的影響22-23
• 2.3.4 電流密度對鍍層合金性能的影響23-24
• 2.3.5 元素含量對合金性能的影響24-25
• 2.3.6 鎳-鈷-錳三元合金最佳電鍍工藝確定25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 化學鍍鎳-磷/電鍍鎳-鈷-錳復(fù)合層性能研究27-40
• 3.1 引言27-28
• 3.2 試驗材料與方法28-29
• 3.2.1 試驗材料28
• 3.2.2 性能測試28-29
• 3.3 結(jié)果與分析29-38
• 3.3.1 鍍層的組織結(jié)構(gòu)29-30
• 3.3.2 鍍層的彈性模量與納米硬度30-32
• 3.3.3 鍍層的蠕變應(yīng)力指數(shù)32-36
• 3.3.4 鍍層的膜基結(jié)合力36-37
• 3.3.5 鍍層的耐熱腐蝕性能37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 鎳-磷覆鍍金剛石性能研究40-53
• 4.1 引言40
• 4.2 試驗材料與方法40-41
• 4.2.1 試驗材料40-41
• 4.2.2 性能測試41
• 4.3 結(jié)果與分析41-52
• 4.3.1 磷含量對金剛石表面鍍層形貌的影響41-43
• 4.3.2 磷含量對金剛石表面鍍層組織結(jié)構(gòu)的影響43-44
• 4.3.3 磷含量對覆鍍金剛石耐熱性能的影響44-46
• 4.3.4 高溫處理對不同磷含量金剛石組織結(jié)構(gòu)的影響46-48
• 4.3.5 磷含量對覆鍍微細金剛石性能的影響48-49
• 4.3.6 磷含量對覆鍍微細金剛石鍍液分散穩(wěn)定性的影響49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 鎳-鉆-錳-覆鍍金剛石復(fù)合鍍層性能研究53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 試驗材料與方法53-54
• 5.2.1 試驗材料53-54
• 5.2.2 性能測試54
• 5.3 結(jié)果與分析54-61
• 5.3.1 攪拌轉(zhuǎn)速對復(fù)合鍍層性能的影響54-56
• 5.3.2 金剛石濃度對復(fù)合鍍層性能的影響56-57
• 5.3.3 優(yōu)化工藝參數(shù)下復(fù)合鍍層的摩擦磨損性能57-59
• 5.3.4 熱處理溫度對復(fù)合鍍層性能的影響59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 全文總結(jié)63-64
• 6.2 課題展望64-65
• 參考文獻65-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文72-73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁中翥;梁靜秋;鄭娜;賈曉鵬;李桂菊;;摻氮金剛石的光學吸收與氮雜質(zhì)含量的分析研究[J];物理學報;2009年11期

2 宋月清;夏揚;謝元鋒;林晨光;郭志猛;曲選輝;;金剛石熱管理材料的研究進展[J];超硬材料工程;2010年01期

3 李蒙順;;金剛石的光學分恱[J];重型機械;1963年04期

4 王至炎;金剛石的光學選礦[J];建筑材料工業(yè);1963年05期

5 李繼業(yè);;金剛石浮選的理論分析[J];非金屬礦;1980年01期

6 陳昭威;提高燒結(jié)多晶金剛石質(zhì)量的途徑[J];人工晶體;1982年01期

7 ;電解回收金剛石的小結(jié)[J];青海地質(zhì);1978年02期

8 陳小安,王序進;淺談金剛石修整工具及其制造方法[J];磨料磨具與磨削;1986年06期

9 林增棟;金剛石表面的金屬化[J];磨料磨具與磨削;1987年02期

10 焦魁一;國外金剛石聚結(jié)體的研制技術(shù)[J];磨料磨具與磨削;1987年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志杰;張衛(wèi);萬永中;王季陶;;氧原子在化學氣相淀積金剛石過程中的作用[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];1998年

2 廖道達;陸德強;劉文燕;邱君苑;;金剛石錦上添花[A];2005年中國機械工程學會年會第11屆全國特種加工學術(shù)會議專輯[C];2005年

3 鄭云龍;楊志軍;曾祥清;艾群;彭明生;;金剛石典型表面形貌的形成與環(huán)境意義[A];2012年全國礦物科學與工程學術(shù)研討會論文集[C];2012年

4 王超;揭曉華;徐江;陶洪亮;魏菊;;雙陰極等離子濺射金剛石顯微結(jié)構(gòu)研究[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會論文摘要集[C];2013年

5 郭宗山;;金剛石的成因與找礦[A];中國地質(zhì)科學院礦床地質(zhì)研究所文集（19）[C];1987年

6 喬培新;龍偉民;鐘素娟;李勝利;;預(yù)合金粉末與金剛石的擴散連接[A];第十一次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];2005年

7 廖道達;陸德強;劉文燕;邱君苑;;金剛石錦上添花[A];2005年中國機械工程學會年會論文集第11屆全國特種加工學術(shù)會議專輯[C];2005年

8 劉鵬;謝水生;李木森;郝兆印;程開甲;;新型碳源高溫高壓合成及外延金剛石[A];中國有色金屬學會合金加工學術(shù)委員會2008學術(shù)年會論文集[C];2008年

9 楊志軍;彭明生;蒙宇飛;苑執(zhí)中;張恩;;鐵基合金-氫預(yù)處理石墨系高溫高壓合成金剛石的研究及其意義[A];中國礦物巖石地球化學學會第十屆學術(shù)年會論文集[C];2005年

10 廖源;沈維康;王冠中;余慶選;馬玉蓉;方容川;;摻氮氣氛下CVD金剛石的場致發(fā)射特性研究[A];第九屆全國發(fā)光學術(shù)會議摘要集[C];2001年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王珊珊;金剛石薄膜電極的制備及其在鋁電解中的應(yīng)用研究[D];大連理工大學;2014年

2 趙陽;摻硼金剛石電極對廢水毒性控制和污染物檢測性能評價[D];大連理工大學;2015年

3 鄒萊;黑色金屬金剛石切削刀具磨損及其抑制的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

4 王艷輝;金剛石磨料表面鍍鈦層的制備、結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用[D];燕山大學;2003年

5 楊志軍;金剛石中氫的賦存狀態(tài)研究[D];中國科學院研究生院（廣州地球化學研究所）;2002年

6 周林;摻硫粉末體系中工業(yè)金剛石的高溫高壓合成[D];吉林大學;2008年

7 郭宏;空間低溫用金剛石/銅復(fù)合材料的研究[D];北京科技大學;2015年

8 李麗;高溫高壓金剛石生長機理的價電子理論及熱力學分析[D];山東大學;2008年

9 王美;基于生物傳感器應(yīng)用的摻硼金剛石電極共價修飾[D];山東大學;2009年

10 高峰;高品級超細顆粒金剛石的高溫高壓合成[D];吉林大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 袁婷;華北地臺和揚子地臺金剛石生長過程的差異性及意義[D];中國地質(zhì)大學;2009年

2 劉向紅;n型摻雜金剛石的第一性原理研究[D];山東大學;2011年

3 衛(wèi)陳龍;金剛石表面金屬化及金剛石/銅復(fù)合材料微波燒結(jié)工藝研究[D];昆明理工大學;2015年

4 吳東;高精度金剛石玻氏壓頭的設(shè)計方法及其機械研磨技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

5 李姝賢;金剛石表面處理對金剛石/鋁復(fù)合材料組織性能的影響[D];北京有色金屬研究總院;2015年

6 林佳志;摩擦化學拋光單晶金剛石的工藝研究[D];大連理工大學;2015年

7 龍濤;熱管理用金剛石/銅復(fù)合材料的界面構(gòu)建及其組織與熱導(dǎo)率研究[D];南昌航空大學;2014年

8 王松瑞;磁場作用對化學復(fù)合鍍Ni-P-金剛石影響機理研究[D];青島科技大學;2015年

9 漆書桂;多層釬焊金剛石鉆頭的實驗研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2012年

10 周爽;釬焊金剛石鉆頭微觀組織分析與鉆進溫度場仿真[D];中國地質(zhì)大學(北京);2013年

，

本文編號：1002410