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《河南工业大学》 2011年
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Ni-P纳米金刚石复合镀层组织和性能的研究

张骞  
【摘要】:近年来化学镀技术发展迅速,出现了众多具有优良性能的复合镀层,但是化学镀Ni-P合金镀层具有高的硬度、耐磨性、耐蚀性等特点仍然是化学复合镀层中应用最广泛的基体合金。 本实验通过在钢基体上分别实施Ni-P化学镀和Ni-P/纳米金刚石化学复合镀,研究复合稳定剂浓度、镀液温度以及pH值对化学镀Ni-P镀层性能的影响规律,优化工艺参数,找出适合于制备Ni-P/纳米金刚石复合镀层的基础镀液。在优化后的镀液中加入纳米金刚石微粒,实施Ni-P/纳米金刚石化学复合镀,研究纳米金刚石浓度、搅拌速度、热处理温度对复合镀层形貌、硬度、耐磨性、结合强度等性能的影响,探讨工艺参数对镀层组织性能的影响规律,结合具体实验结果,从理论上分析复合镀层的沉积过程、热处理对镀层晶态结构的影响及后处理温度对复合镀层的强化机理。 实验结果与理论分析表明: (1)镀液中加入2.5~7.5ml/L稳定剂可以抑制镀液的自发分解,加入量2.5ml/L时可以获得具有最高硬度的镀层。 (2)化学镀Ni-P施镀时,随着镀液pH值及温度的升高,镀层硬度均会提高,且会获得致密、均匀的镀层形貌,但是pH值大于5会影响镀层与钢基体的结合力,温度过高不利于镀液的稳定。经过正交分析及验证,优化后的化学镀基础镀液工艺参数为:pH值:5,施镀温度:85℃,稳定剂浓度2.5ml/L。 (3)在优化后的Ni-P基础镀液中加入纳米金刚石进行化学复合镀,搅拌速度200r/min、纳米金刚石浓度10g/L时获得的复合镀层表面形貌组织及大小比较均匀,且摩擦因数低于其他搅拌速度和金刚石浓度时获得的复合镀层; (4)对Ni-P/纳米金刚石复合化学镀层进行热处理,可以引起镀层表面原子进行自发调整,随温度升高镀层由非晶态转化为晶态,且热处理后析出的Ni3P相对镀层起到弥散强化的作用,极大地提高了镀层硬度,400℃,1h为复合镀层的最优热处理制度。
【学位授予单位】:河南工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG174.4

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