發(fā)布時間：2021-10-20 16:44

　　利用電沉積技術(shù)制備了Ni-Co-B鍍層,采用SEM、EDS、ICP-MS、顯微硬度儀、電化學(xué)工作站和摩擦磨損試驗儀研究了電流密度對鍍層微觀結(jié)構(gòu)、硬度、耐蝕性及耐磨性的影響。結(jié)果表明:隨著電流密度從1 A/dm2逐漸增加到7 A/dm2,鍍層的物相結(jié)構(gòu)為單一面心立方Ni （111）擇優(yōu)取向結(jié)構(gòu)。晶粒尺寸隨電流密度增加呈現(xiàn)先減小后增大的改變。隨著電流密度增加,Co和B含量逐漸減小,鍍層厚度從17.6μm增加到50.1μm,而硬度則由780 HV100 g增高至852 HV100 g,腐蝕電位正移,其中電流密度為5 A/dm2鍍層的腐蝕電流密度最小。隨著電流密度的增加,干摩擦條件下Ni-Co-B鍍層的摩擦系數(shù)和磨損量呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢;與此同時,載荷增大導(dǎo)致Ni-Co-B鍍層的摩擦系數(shù)降低和磨損量增大,磨損機(jī)理以磨粒磨損和疲勞磨損為主;同時,3.5%NaCl條件下Ni-Co-B鍍層的摩擦系數(shù)和磨損量均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,而載荷增大導(dǎo)致Ni-Co-B鍍層的摩擦系數(shù)先增大后減小和磨損量的增大,磨損機(jī)理以磨料磨損為主。電流密度增加有助于改善Ni-Co-B鍍層的晶體結(jié)構(gòu),提高鍍層的硬度、耐磨... 

【文章來源】：中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同電流密度的Ni-Co-B鍍層XRD譜

電流密度對Ni-Co-B鍍層微觀形貌影響如圖2所示。當(dāng)電流密度為1 A/dm2時，鍍層結(jié)晶粗大，顏色較灰暗。這是由于低電流密度導(dǎo)致陰極表面形核速率降低，而晶體生長速率相對較大，從而導(dǎo)致晶粒尺寸增大。隨著電流密度的增加，鍍層晶粒尺寸減小，鍍層表面平整，致密性進(jìn)一步提高。但當(dāng)電流密度增大至7 A/dm2時，鍍層中產(chǎn)生大量團(tuán)簇狀顆粒，鍍層均勻性下降。電流密度對Ni-Co-B鍍層化學(xué)組成的影響如表1所示。隨著電流密度的增加，鍍層中Ni的含量從78.84%逐漸增加至89.65%，鍍層中Co含量從19.95%逐漸降低至9.92%，同時鍍層中B含量從1.21%逐漸降低至0.43%。理論分析表明，標(biāo)準(zhǔn)平衡電極Ni2++2e-→Ni,Co2++2e-→Co與標(biāo)準(zhǔn)氫電極相比電位分別為-0.257 V和-0.277 V，因此電極電位較低的Co優(yōu)先在陰極沉積。此外，電沉積過程中H+也被同時還原，導(dǎo)致陰極表面的pH值升高，Co2+與溶液中的OH-易水解生成Co的氫氧化物，抑制陰極表面Ni2+的沉積，導(dǎo)致金屬離子的迅速消耗，降低金屬離子的濃度梯度，進(jìn)而減弱了受擴(kuò)散控制的Co的電沉積[13]。因此Co含量隨電流密度的增大而減小。B量是由Ni的還原速率與含B化合物的分解速率之比決定的，隨著電流密度增大，含B化合物分解速率加快，導(dǎo)致B量逐漸降低。

圖5為不同電流密度下所得Ni-Co-B合金鍍層在3.5%NaCl條件下所得的極化曲線圖，由圖5可知，隨著電流密度的增大，Ni-Co-B鍍層的腐蝕電位正移，腐蝕電流密度發(fā)生改變。從表2極化曲線的擬合數(shù)據(jù)可以看出，對比不同電流密度的Ni-Co-B鍍層，電流密度為3 A/dm2時，鍍層腐蝕電流最大，耐蝕性最差。當(dāng)電流密度為5 A/dm2時，Ni-Co-B鍍層的腐蝕電位及腐蝕電流均達(dá)到最小，說明適宜的電流密度可以使鍍層耐蝕性能得到改善。得出結(jié)論5 A/dm2的Ni-Co-B鍍層耐蝕性最好。2.3 鍍層的摩擦磨損性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]載荷對鎳鈷合金鍍層耐磨性的影響[J]. 劉霽云,趙陽,董世運(yùn),徐濱士.  裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報. 2017(04)
[2]AlCrN/硅系陶瓷在大氣、海水環(huán)境下的摩擦學(xué)性能[J]. 章楊榮,陳顥,熊偉.  有色金屬科學(xué)與工程. 2017(01)
[3]沉積參數(shù)對Ni-Co鍍層成分及微觀結(jié)構(gòu)影響研究[J]. 王丹,高吉成,張驥群,成艷芳,靳惠明.  四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(01)
[4]電沉積Ni-Co-B納米晶合金代硬鉻鍍層[J]. 崔瑩,楊培霞,劉磊,曾鑫,郭偉榮,項昕,安茂忠.  中國有色金屬學(xué)報. 2012(11)
[5]代硬鉻鎳基合金鍍層的研究進(jìn)展[J]. 王立平,高燕,曾志翔,陳麗,薛群基,徐洮.  電鍍與環(huán)保. 2005(03)
[6]代鉻鍍層的研究和應(yīng)用[J]. 張景雙,屠振密,安茂忠,楊哲龍,翟淑芳.  電鍍與環(huán)保. 2001(01)



本文編號：3447257