鋁合金表面Ni-P-β-SiC化學復合鍍層制備及應用.pdf

1、隨著鋁合金應用的快速發(fā)展,其硬度低、耐磨性差、易發(fā)生晶間腐蝕等缺點限制了其更廣泛的應用。作為一種新型的表面處理方法,化學復合鍍賦予鋁合金高耐磨、耐腐蝕性能。因此,Ni-P-β-SiC復合鍍層已成為國內外學者廣泛關注的又一研究重點。
　　本文通過化學復合鍍工藝在鋁合金表面制備Ni-P-β-SiC復合鍍層,并通過光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X-ray衍射儀(XRD),研究了Ni-P-β-SiC復合鍍層的微觀形貌和

2、組織結構。采用WS-2005型涂層附著力劃痕實驗儀來定量測量鍍層的結合強度,研究了浸鋅工藝中各參數對鍍層結合強度的影響。采用EM-1500L型顯微維氏硬度計、HT-1000型球盤式高溫摩擦磨損試驗機研究測試了Ni-P-β-SiC復合鍍層的硬度和干摩擦磨損性能,得出結論如下:
　　(1)通過鋁合金活塞上化學鍍Ni-P-β-SiC復合鍍層得出最佳酸鍍液配方和工藝參數。此外,滾動復合鍍被證實可以實現復雜構件表面形成均勻的復合鍍層。檢測報

3、告表明,采用本文中的鍍液配方和工藝參數所獲得Ni-P-β-SiC復合鍍層與基體結合良好,β-SiC均勻分布,鍍層厚度約為30μm,硬度為565HV。
　　(2)通過正交試驗,研究了浸鋅工藝各參數對鍍層與基體結合強度的影響規(guī)律,結果表明氧化鋅對結合強度的影響最為明顯。
　　最終獲得了最佳浸鋅工藝為:A2B2C0D1E3,即氧化鋅45g/L,氫氧化鈉270g/L,氯化鐵1.4g/L,酒石酸鉀鈉14g/L,一次浸鋅時間20s,退鋅

4、時間10s,二次浸鋅時間40s,獲得的Ni-P鍍層的結合力為23.5N。
　　(3)采用優(yōu)化后工藝制備的Ni-P/Ni-P-β-SiC鍍層,對其微觀形貌、成分及相結構進行觀察和分析,結果表明鍍層為非晶態(tài)結構,并且為中磷鍍層。鍍層界面與鋁合金基體界面,結合良好。β-SiC加入到鍍層中提高了鍍層的硬度,隨著鍍層中碳化硅粒徑的增大,復合鍍層的硬度增高,w2.5Ni-P-β-SiC鍍層硬度高達617HV0.05。
　　(4)通過對鍍