论文部分内容阅读
Ni-P合金镀层具有工艺简单、性能优良以及经济等特点,在机械、电子、化学化工等领域应用广泛。然而,随着科学技术的发展,单一的合金镀层难以满足复杂工作环境的要求,多功能Ni-P复合镀层材料日益受到重视。六方氮化硼[BN(h)]具有优异的自润滑性能、高的热稳定性及耐蚀性能,将BN(h)颗粒加入Ni-P镀液中制备Ni-P/BN(h)复合镀层,可进一步提高Ni-P合金镀层的耐蚀耐磨性能,具有十分重要的意义。采用电沉积方法制备Ni-P/BN(h)复合镀层,以镀层的组织结构、镀层硬度以及沉积速率等作为评价指标,研究Ni-P/BN(h)复合镀层的工艺,得出的最佳工艺为脉冲频率1500Hz,占空比0.2,pH值4.0,镀液温度50℃,电流密度5A/dm2,镀液中BN(h)悬浮量为20g/L,表面活性剂为聚乙烯醇。研究了热处理工艺对Ni-P/BN(h)复合镀层组织结构以及显微硬度的影响。结果表明:Ni-P/BN(h)复合镀层镀态时为非晶态结构,200℃热处理时析出少量的Ni5P4和Ni12P5等亚稳相,仍为非晶态,但300℃热处理后镀层内析出大量的亚稳相的同时,开始析出少量的Ni3P相,镀层为非晶态与晶态混合组织,400℃热处理后,镀层完全晶化。与Ni-P合金镀层对比,BN(h)颗粒可以降低第二相析出速度,延长晶化时间。热处理温度一定时,Ni-P/BN(h)复合镀层的显微硬度随着热处理时间的延长先增大后减小,存在一个峰值硬度;随着热处理温度的升高,峰值硬度对应的热处理时间缩短。Ni-P/BN(h)复合镀层的摩擦因数随BN(h)颗粒悬浮量的增加而降低,当BN(h)悬浮量为20g/L时,镀层的摩擦因数约为0.08,磨损量仅为Ni-P合金镀层的1/4,Ni-P/BN(h)复合镀层表现出了优异的摩擦学性能。Ni-P/BN(h)复合镀层的摩擦因数随着外加载荷和转速的增加而增大;低载低转速时,复合镀层的磨损机理为轻微的磨粒磨损,高载高转速时,复合镀层的磨损机理转变为疲劳磨损与磨粒磨损。利用SEM、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱研究了复合镀层耐蚀性能。实验结果表明:Ni-P/BN(h)复合镀层在3.5%NaCl和10%H2SO4溶液中浸泡240h,其耐蚀性能优于Ni-P合金镀层;热处理后复合镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能发生了改变,300℃热处理后的复合镀层耐蚀性能最好,而400℃热处理后的耐蚀性能降低,出现了轻微的点蚀;随着浸泡时间的延长,Ni-P/BN(h)复合镀层的耐蚀性先升高后降低。