化學(xué)復(fù)合鍍是通過向鍍液中加入特殊性能惰性微粒使之與基質(zhì)金屬共沉積從而制備出具有特殊性能的鍍層的一種工藝�；瘜W(xué)復(fù)合鍍的鍍層均勻、致密,施鍍簡單,深鍍能力強(qiáng),便于在各種新型材料上應(yīng)用;通過加入不同種類的顆粒,又可以獲得不同性能的復(fù)合鍍層,如耐磨、自潤滑、電接觸和耐腐蝕鍍層等�；瘜W(xué)復(fù)合鍍層在高速低磨損、低摩擦系數(shù)、高溫抗氧化等工況下的應(yīng)用表明,其性能遠(yuǎn)優(yōu)于純化學(xué)鍍層。金剛石微粉的耐高溫能力強(qiáng)、耐磨性好、摩擦系數(shù)低、硬度高,因此逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。本課題運(yùn)用化學(xué)復(fù)合鍍的方法,在銅基體表面制備Ni-P-金剛石復(fù)合鍍層。通過改變磁場強(qiáng)度、磁場方式,金剛石粒子濃度、攪拌速度、粒子前處理等方法來研究其對鍍層性能的影響,然后對鍍層性能進(jìn)行表征。利用光學(xué)顯微鏡、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、自動劃痕儀和顯微硬度計分別測試鍍層的表面形貌、耐磨性、結(jié)合力和硬度并對其進(jìn)行討論分析,進(jìn)而研究各因素對化學(xué)鍍工藝影響的機(jī)理及最佳工藝路線。研究結(jié)果表明適當(dāng)?shù)撵o磁場強(qiáng)度有利于提高復(fù)合鍍層的沉積速率、金剛石粒子含量和厚度,試驗(yàn)中10.60mT時沉積速率最大9.56μm/h,在10.60mT時鍍層內(nèi)金剛石含量近似達(dá)到24%,厚度達(dá)到17μm。在金剛石粒子添加量確定的情況下,復(fù)合鍍層的耐磨性隨著磁場的增大而增強(qiáng),結(jié)合力隨著磁場的增大先增大后減小。在交變磁場下情況有所不同,大的交變磁場對耐磨性和硬度有利,施加24V電壓時摩擦系數(shù)平穩(wěn),硬度呈現(xiàn)上升趨勢但對厚度不利,大的交變磁場會使得厚度減小,對結(jié)合力沒有明顯影響。不同的金剛石粒子處理方式對鍍層也有影響,采用濃鹽酸、濃硝酸、王水、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、OP-10對金剛石粒子進(jìn)行處理,結(jié)果表明,王水處理過的粒子沉積后得到的鍍層,其厚度、硬度提升較大,分別達(dá)到了19μm和778 HV_(100g),結(jié)合力的表現(xiàn)優(yōu)異,達(dá)到了75N。鹽酸有利于摩擦磨損性能的提升,另外400℃、1h熱處理后的鍍層摩擦系數(shù)明顯較熱處理前平穩(wěn)。攪拌速度增加會使得鍍層厚度減小同時也會使鍍層內(nèi)金剛石含量增加,300r/min時厚度最大為33μm,500r/min時硬度最大為1175HV_(100g),而耐磨性能受厚度和硬度共同影響,試驗(yàn)中600r/min時得到的鍍層耐磨性最佳,攪拌速度對結(jié)合力沒有明顯的影響。
【學(xué)位單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG174.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 化學(xué)鍍鎳技術(shù)機(jī)理
        1.2.1 化學(xué)鍍鎳熱力學(xué)條件
        1.2.2 化學(xué)鍍鎳動力學(xué)理論
        1.2.3 化學(xué)復(fù)合鍍的原理
        1.2.4 復(fù)合鍍液的組成
        1.2.5 化學(xué)復(fù)合鍍的分類
    1.3 化學(xué)復(fù)合鍍的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 外加磁場的引入對鍍層性能影響的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 化學(xué)復(fù)合鍍的工業(yè)應(yīng)用
    1.4 磁場
        1.4.1 概述
        1.4.2 磁場對化學(xué)反應(yīng)的作用
    1.5 研究目的意義及研究內(nèi)容
2 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法
    2.1 試驗(yàn)設(shè)備、材料及化學(xué)試劑
    2.2 試樣制備
        2.2.1 試樣制備工藝
        2.2.2 基體的前處理
        2.2.3 化學(xué)復(fù)合鍍液配制方法
        2.2.4 化學(xué)復(fù)合鍍層的沉積方法
    2.3 化學(xué)鍍層性能的表征
        2.3.1 金相組織觀察
        2.3.2 鍍層硬度的測定
        2.3.3 摩擦磨損的測試
        2.3.4 鍍層結(jié)合強(qiáng)度的測定
        2.3.5 鍍層厚度測試
        2.3.6 化學(xué)復(fù)合鍍鍍層中復(fù)合粒子含量的測定
3 靜磁場對化學(xué)復(fù)合鍍層性能的影響
    3.1 不同靜磁場強(qiáng)度對鍍層沉積速率的影響
    3.2 不同靜磁場強(qiáng)度對鍍層摩擦系數(shù)的影響
    3.3 不同靜磁場強(qiáng)度對鍍層厚度的影響
    3.4 不同靜磁場強(qiáng)度對鍍層中復(fù)合粒子含量的影響
    3.5 不同靜磁場強(qiáng)度對鍍層與基體結(jié)合力的影響
        3.5.1 Ni-P-金剛石鍍層與基體結(jié)合力測試分析
        3.5.2 磁場強(qiáng)度對于復(fù)合鍍層與基體結(jié)合力影響機(jī)理的探究
    3.6 本章小結(jié)
4 交變磁場對化學(xué)復(fù)合鍍層性能的影響
    4.1 引言
    4.2 交變磁場對復(fù)合鍍層厚度的影響
    4.3 交變磁場對復(fù)合鍍層與基體結(jié)合力的影響
    4.4 交變磁場對復(fù)合鍍層硬度的影響
    4.5 交變磁場對復(fù)合鍍層耐磨性的影響
    4.6 交變磁場對復(fù)合鍍層形貌和組織的影響
    4.7 本章小結(jié)
5 金剛石前處理對磁場下NI-P-金剛石復(fù)合鍍層性能的影響
    5.1 試驗(yàn)方案的制定
    5.2 金剛石前處理理論依據(jù)
    5.3 金剛石前處理方法
    5.4 試驗(yàn)結(jié)果的分析與討論
        5.4.1 復(fù)合鍍層表面形貌分析
        5.4.2 復(fù)合鍍層的厚度測試
        5.4.3 復(fù)合鍍層的顯微硬度分析
        5.4.4 復(fù)合鍍層與基體結(jié)合力的分析
        5.4.5 復(fù)合鍍層的防腐蝕性能測試
        5.4.6 復(fù)合鍍層的摩擦磨損性能分析
    5.5 本章小結(jié)
6 攪拌速度對磁場下NI-P-金剛石復(fù)合鍍層性能的影響
    6.1 引言
    6.2 復(fù)合鍍層沉積試驗(yàn)
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 復(fù)合鍍層金相組織觀察
        6.3.2 復(fù)合鍍層厚度測試
        6.3.3 復(fù)合鍍層硬度分析
        6.3.4 復(fù)合鍍層摩擦磨損性能的測量
        6.3.5 復(fù)合鍍層與基體結(jié)合力的分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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