本文關(guān)鍵詞：稀土對Ni-P非晶鍍層和Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層性能的影響

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【摘要】：鋁合金存在硬度低、耐磨性差、容易發(fā)生晶間腐蝕等問題而使其應(yīng)用受到限制。在鋁合金表面上形成復(fù)合鍍層是解決以上問題非常有效的途徑之一。復(fù)合鍍層是一種具有優(yōu)良性能且功能特殊的新型復(fù)合材料,它能顯著提高鍍層的硬度和耐磨性。β-SiC具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗磨、耐高溫、耐熱震、耐腐蝕等性能,是理想的第二相增強顆粒。在多種材料制備、加工工藝以及表面處理技術(shù)中,添加適量的稀土元素能夠顯著地改善工藝條件、降低生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品性能。本文以提高鋁合金表面綜合性能為目的,通過化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)在鋁合金基體表面制備了性能優(yōu)異的Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層,重點研究了稀土對Ni-P非晶鍍層和Ni-P-β-SiC復(fù)復(fù)合鍍層性能的影響。采用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)、劃痕儀、顯微維氏硬度儀等多種檢測手段對復(fù)合鍍層的微觀形貌、元素分布、結(jié)構(gòu)性能等做了表征和分析,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下。(1)研究了鍍液中β-SiC微粉的添加量與Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層力學(xué)性能之間的關(guān)系,確定了β-SiC微粉的最佳添加濃度。研究結(jié)果表明:添加β-SiC微粉能顯著提高復(fù)合鍍層的硬度和耐磨性,當(dāng)加入鍍液中β-SiC微粉的濃度為10g/L時,所得Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層綜合性能最佳,此時鍍層與基體界面清晰且結(jié)合良好,β-SiC微粉均勻彌散于Ni-P基質(zhì)合金鍍層內(nèi),整個鍍層平整光滑,沒有裂紋等缺陷,沉積速率、硬度均達到最高,分別為14.2μm/h和580HV0.05,磨損量比相同試驗條件下Ni-P非晶鍍層磨損量降低了1.6倍,摩擦系數(shù)降低為0.5,耐磨性得到顯著提高。(2)研究了稀土鹽Y(NO3)3和LaCl3對Ni-P非晶態(tài)化學(xué)鍍層微觀形貌、沉積速率、硬度和耐蝕性等性能的影響。研究結(jié)果表明:兩種稀土元素均提高了Ni-P非晶態(tài)鍍層中P的含量和鍍層的非晶化程度,沉積速率、耐蝕性和硬度均有顯著提高,Y元素的作用更加顯著;當(dāng)添加150mg/L的Y(NO3)3時,所獲得的鍍層綜合性能最佳,結(jié)合力為32.64N,P含量達12.6%,顯微硬度達558.6HV0.05,沉積速率為26.5μm/h,耐蝕性顯著提高:在3.5%的NaCl溶液中,鍍層的腐蝕電位由-0.70V上升到-0.48V,提高了220mV。(3)重點研究了稀土鹽Y(NO3)3對Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層性能的影響。研究結(jié)果表明:在鍍液中添加稀土鹽Y(NO3)3能提高Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層的沉積速率、耐蝕性和耐磨性。當(dāng)稀土鹽Y(NO3)3添加濃度為1.0g/L時所獲得的N i-P-β-SiC復(fù)合鍍層綜合性能最佳,沉積速率為15.8μm/h,硬度590HV0.05,耐蝕性能也顯著提高:在3.5%的NaCl溶液中,鍍層的腐蝕電位由-0.74V上升到-0.57V,提高了170mV。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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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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本文編號：1302574