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电刷镀Ni-W涂层的高温性能及应用研究

黎美恒  
【摘要】:本文研究了电刷镀Ni-W合金镀层的方法对模具表面进行强化。在优化刷镀工艺 参数的基础上,成功地制备了优良性能的Ni-W镀层。通过利用XRD、SEM、 NEPHOT-32型金相显微镜和HX-71显微硬度计等设备,测定了常温和高温下镀层硬 度、相结构、显微组织和形貌。并利用WS-92型发声划痕仪测定了镀层和基体之间 的结合力。 本文深入研究了涂层的高温氧化性能、热疲劳和滑动磨损性能,并对其氧化机理 和磨损机理进行了深入讨论。根据试验,主要得到以下结论: 1. Ni-W合金镀层常温下为晶态和非晶态的混晶态。400℃时完成向晶态转变,并有 新相析出,使镀层的硬度达到最大值。 2. 常温下Ni-W合金镀层与基体结合强度较高,热处理温度达到700℃时镀层与基体 的结合力达到最大。 3. Ni-W合金镀层在500℃时开始出现较明显的氧化。在600℃以上时,出现椭圆形 的氧化起皮,严重破坏了Ni-W合金镀层体系。 4. Ni-W合金镀层在600℃以下时,形成致密的NiO氧化膜,阻止了基体的严重氧化, 提高了基体的抗氧化能力。 5. Ni-W合金镀层的耐磨性明显高于T10钢和Cr12MoV钢基体,约为T10钢的3. 3 倍,约为Cr12MoV钢的2. 9倍。在T10钢上磨损机制主要为磨粒磨损,在Cr12MoV 钢上属于粘着磨损。 6. Ni-W涂层增强了涂层与基结合力,较好的改善了45钢、3Cr2W8V钢的耐热疲 劳性。 7. 热交变上限温度从500℃提高到700℃,热疲劳破坏显著加重。 8. 实际应用表明:Ni-W合金镀层应用于轿车连杆成型模具上,提高其寿命50%;应 用于车轮成型模具上,工作寿命约是原来的2倍,有着显著的经济效益。


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