ni—p／sic、ni—p／wc纳米复合电刷镀镀层的组织与性能.doc

Ni—P/SiC、Ni—P/—P/SiC、Ni—P/WC纳米复合电刷镀镀层的组织与性能刘晓亮,刘圆圆,黄昊,冷楠,董星龙(大连理工大学三束改性国家重点实验室,材料科学与工程学院,辽宁大连116023)摘要:利用电刷镀技术制备了Ni—P/SiC、Ni—P/WC纳米复合镀层;用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等分析了复合刷镀层表面形貌、微观组织结构、成分分布,并进行了硬度和耐磨性试验。结果表明:与传统镍磷镀层相比较,纳米颗粒的加入使复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度有较大程度的提高,耐磨性增强,其中Ni—P/WC镀层的性能优于Ni—P/SiC镀层。关键词:纳米复合电刷镀层;表面形貌;显微硬度;镍磷镀层中图分类号:TGl54。5文献标识码:A文章编号:1000一3738(2008)04—0054-04MicrostructureandMechanicalPropertiesofNi—P/-P/positeCoatingsPreparedbyElectro-brushPlatingLIUXiao-liang,LIUYuan-yuan,HUANGHao,LENGNan,DONGXing-long(DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China)Abstract:TheNi-P/SiC,Ni-P/WCouttonano-cornpositecoatingswerepreparedbyelectro---Experimentshavebeencarriedcoatingsstudythesurfacemorphology,phasesandelementdistributionoftObymeansofSEM,XRD,electronicprobe,-Pcoating,theco-depositednano-coatinghasdensermicrostructure,highermicro-:positecoating;surfacemorphology;micmhardness;Ni-Pcoating0引言1试样制备与试验方法基体采用10mmX20mmX3将纳米微粒加入到镀液中,采用电刷镀技术制备的纳米微粒复合镀层[1’2]具有较好的耐磨损、耐腐蚀性能,在机械零件的表面再造、修复和改性方面具有ITlIn的45钢,纳米颗粒均为市售。纳米WC颗粒用“雾化干燥结合固定床技术”[6]制备,粒径约为80nrrl;纳米SiC颗粒用激光诱导气相沉积法制备[7],粒径为20nIn。首先对基体进行砂纸表面打磨,在10V工作电压下进行电净、活化(正接)、活化(反接)的表面预处理,然后刷镀镍、刷镀纳米Ni_P/SiC复合镀层和纳米Ni-P/WC复合镀层,纳米颗粒质量浓度均为2g?r1。其基础镀液配方:30g?L_1NiS04?6H20,25g?L_1广阔的应用前景口“]。作者已采用化学镀的方法制备了Ni-P/WC纳米复合镀层,并对其结构、硬度以及摩擦磨掼陛能进行了研究Is]。目前,对颗粒在镀层中的行为与作用机制,在镀液中的均匀分散以及对镀层质量的影响等还缺乏研究。为了探究不同纳米颗粒的吸附效果对镀层性能的影响,作者采用电刷镀的方法,在镍磷镀液中分别加人SiC和WC纳米颗粒,制备出不同的纳米复合镀层,对两种刷镀层的表面形貌NaH2P02?H20。及结构进行了表征,系统地研究了两种不同纳米颗粒对镀层结构、硬度及耐磨性能的影响。收稿日期:2007-06-12;修订日期:2007-08—16基金项目:国家自然科学基金国际(地区)合作与交流资助项目(50611140546)将配制好的复合镀液先进行50~60min的超声波震荡,用机械搅拌加以辅助强化,并在使用中一直保持搅拌,以尽可能使纳米颗粒均匀地分散在镀液中。电刷镀时镀笔每一次蘸镀液都会对镀液有一次搅拌作用,从而进一步保证了镀液的配比在整个刷镀过程中尽量保持一致,,电压10V(此工艺参数是经多次试验得到的最佳参数)。作者简介:刘晓亮(1982一),男,辽宁大连人,硕士研究生。导师:董星龙教授?54?万方数据刘晓亮,等:Ni—P/SiC、Ni-P/WC纳米复合电刷镀镀层的组织号眭能电刷镀时间均为10min,镀层厚度约100弘m。由图1可见,在相同工艺条件下。三种镀层均有明显的菜花头状的晶簇,每个晶簇又