化學復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復合鍍的鍍層均勻、致密,施鍍簡單,深鍍能力強,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合鍍層,如耐磨、自潤滑、電接觸和耐腐蝕鍍層等�；瘜W復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,其性能遠優(yōu)于純化學鍍層。金剛石微粉的耐高溫能力強、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。本課題運用化學復合鍍的方法,在銅基體表面制備Ni-P-金剛石復合鍍層。通過改變磁場強度、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,然后對鍍層性能進行表征。利用光學顯微鏡、摩擦磨損試驗機、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行討論分析,進而研究各因素對化學鍍工藝影響的機理及最佳工藝路線。研究結(jié)果表明適當?shù)撵o磁場強度有利于提高復合鍍層的沉積速率、金剛石粒子含量和厚度,試驗中10.60mT時沉積速率最大9.56μm/h,在10.60mT時鍍層內(nèi)金剛石含量近似達到24%,厚度達到17μm。在金剛石粒子添加量確定的情況下,復合鍍層的耐磨性隨著磁場的增大而增強,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,分別達到了19μm和778 HV_(100g),結(jié)合力的表現(xiàn)優(yōu)異,達到了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。
【學位單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG174.4
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 化學鍍鎳技術(shù)機理
        1.2.1 化學鍍鎳熱力學條件
        1.2.2 化學鍍鎳動力學理論
        1.2.3 化學復合鍍的原理
        1.2.4 復合鍍液的組成
        1.2.5 化學復合鍍的分類
    1.3 化學復合鍍的研究現(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 化學復合鍍的工業(yè)應(yīng)用
    1.4 磁場
        1.4.1 概述
        1.4.2 磁場對化學反應(yīng)的作用
    1.5 研究目的意義及研究內(nèi)容
2 試驗材料與試驗方法
    2.1 試驗設(shè)備、材料及化學試劑
    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 化學復合鍍液配制方法
        2.2.4 化學復合鍍層的沉積方法
    2.3 化學鍍層性能的表征
        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)合強度的測定
        2.3.5 鍍層厚度測試
        2.3.6 化學復合鍍鍍層中復合粒子含量的測定
3 靜磁場對化學復合鍍層性能的影響
    3.1 不同靜磁場強度對鍍層沉積速率的影響
    3.2 不同靜磁場強度對鍍層摩擦系數(shù)的影響
    3.3 不同靜磁場強度對鍍層厚度的影響
    3.4 不同靜磁場強度對鍍層中復合粒子含量的影響
    3.5 不同靜磁場強度對鍍層與基體結(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 磁場強度對于復合鍍層與基體結(jié)合力影響機理的探究
    3.6 本章小結(jié)
4 交變磁場對化學復合鍍層性能的影響
    4.1 引言
    4.2 交變磁場對復合鍍層厚度的影響
    4.3 交變磁場對復合鍍層與基體結(jié)合力的影響
    4.4 交變磁場對復合鍍層硬度的影響
    4.5 交變磁場對復合鍍層耐磨性的影響
    4.6 交變磁場對復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-金剛石復合鍍層性能的影響
    5.1 試驗方案的制定
    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 試驗結(jié)果的分析與討論
        5.4.1 復合鍍層表面形貌分析
        5.4.2 復合鍍層的厚度測試
        5.4.3 復合鍍層的顯微硬度分析
        5.4.4 復合鍍層與基體結(jié)合力的分析
        5.4.5 復合鍍層的防腐蝕性能測試
        5.4.6 復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-金剛石復合鍍層性能的影響
    6.1 引言
    6.2 復合鍍層沉積試驗
    6.3 結(jié)果與分析
        6.3.1 復合鍍層金相組織觀察
        6.3.2 復合鍍層厚度測試
        6.3.3 復合鍍層硬度分析
        6.3.4 復合鍍層摩擦磨損性能的測量
        6.3.5 復合鍍層與基體結(jié)合力的分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表（錄用）論文

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 畢曉勤;王琦;;加入納米金剛石對銅基體上Ni-P化學鍍層性能的影響[J];表面技術(shù);2013年02期

2 武曉威;馮玉杰;劉延坤;韋韓;;鋇鐵氧體表面化學鍍Ni-P合金的制備及性能[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2010年04期

3 平朝霞;楊青;孟辰路;黃思雅;范麗麗;何業(yè)東;;機械研磨對鎂合金化學鍍Ni-P鍍層結(jié)構(gòu)及性能的影響[J];材料熱處理學報;2008年06期

4 陳衛(wèi)祥,甘海洋,涂江平,陳文錄,夏軍保,汪久根,徐鑄德,周國楨;Ni-P-納米碳管化學復合鍍層的摩擦磨損特性[J];摩擦學學報;2002年04期

5 傅建華,于崗,江楓,顧健偉;電刷鍍Ni-P合金在生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];電鍍與精飾;1995年04期

6 居毅;;Ni-P化學鍍鋼領(lǐng)耐磨性研究[J];浙江絲綢工學院學報;1993年02期

7 姜曉霞,任平弟,陶佑卿;Ni-P/石墨減摩電鍍工藝及沉積過程的研究[J];材料保護;1989年11期

8 姜良鋒;紀秀林;楊順貞;趙建華;;電沉積Ni-P非晶合金的沖蝕-腐蝕磨損行為[J];功能材料;2012年07期

9 畢曉勤;王冰;崔巍;王勇峰;;鋁基Ni-P/納米金剛石復合鍍層組織和性能的研究[J];熱加工工藝;2012年12期

10 王平;陳曉;張曉飛;陳基偉;;化學復合鍍Ni-P-金剛石的耐磨性研究[J];電鍍與環(huán)保;2011年01期

相關(guān)博士學位論文 前9條

1 謝華;Ni-P-金剛石化學復合鍍鍍層的組織結(jié)構(gòu)與性能[D];中南大學;2002年

2 胡斌梁;Ni-P復合鍍層制備及其摩擦力學特性分析[D];湘潭大學;2013年

3 黃起森;Ni-P合金的凝固行為與非晶形成[D];上海交通大學;2012年

4 國棟;鎂合金化學鍍Ni-P及復合鍍Ni-P-PTFE的研究[D];東北大學;2008年

5 譚園園;Ni-P納米顆粒結(jié)構(gòu)及形成過程的原位同步輻射研究[D];北京科技大學;2016年

6 邵光杰;Ni-P、（Ni-P）-SiC鍍層的電沉積及其組織性能[D];燕山大學;2002年

7 周國云;用于PCB埋嵌電阻的Ni-P金屬薄膜及噴墨打印油墨材料研究[D];電子科技大學;2014年

8 侯峰;Ni-P-納米SiO_2化學復合鍍層制備及耐蝕和冷凝性能強化研究[D];華東理工大學;2011年

9 武小娟;不銹鋼Ni-P化學鍍層性能及動力學理論的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 劉肖林;磁場下銅基體表面化學復合鍍Ni-P-金剛石鍍層的研究[D];青島科技大學;2018年

2 王琦;銅基Ni-P納米金剛石復合鍍層制備工藝及性能研究[D];河南工業(yè)大學;2013年

3 徐濤;活性炭纖維負載Ni-P化合物的制備及催化性能研究[D];濟南大學;2013年

4 韋亞琳;鎂合金化學復合鍍Ni-P-納米金剛石鍍層的研究[D];河南工業(yè)大學;2016年

5 張德林;Ni-P非晶合金激光輻照結(jié)晶過程[D];吉林大學;2004年

6 周志偉;外加磁場對Ni-P-金剛石復合鍍工藝與性能的影響研究[D];青島科技大學;2014年

7 賈妙潔;納米晶鎂合金表面化學鍍Ni-P合金鍍層的研究[D];太原理工大學;2012年

8 劉宗義;新型石油精煉催化劑Ni-P化合物的水熱法制備研究[D];中國海洋大學;2010年

9 陳志勇;鎂合金在中性鍍液中直接化學鍍Ni-P工藝及鍍層性能的研究[D];太原理工大學;2008年

10 陳永;鎂合金無鉻低成本化學鍍Ni-P工藝研究[D];鄭州大學;2009年

本文編號：2857458