代硬铬ni-b镀层耐磨损和耐腐蚀研究

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1、分类号_____________________密级__________________UDC_____________________学号.'•硕士学位论文ThesisforMaster^Degree论文题目_代硬铬Ni-B镀层耐磨损和耐腐蚀研究申请学位类别_________工学硕士专业名称材料加工工程研究生姓名__________梁瑜导师姓名、职称黎业生教授二〇一五年六月分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文代硬铬Ni-B镀层耐磨损和耐腐蚀研究StudyonwearandcorrosionresistanceofNi-Bcoati

2、ngsasalternativeforCrcoatings学位级别:学术型硕士作者姓名:梁瑜学科专业:材料加工工程研究方向:金属表面防护指导教师:黎业生教授校外导师:曾志翔研究员2015年6月2日学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含己获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若

3、有不实之处，本人承担一切相关责任。研宄生签名:时间：y/J年¥月彡日学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将将学文论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书

4、(手写）：导师签名（手写)：签字曰期：年（月7/曰签字日期：J月摘要摘要本文通过在普通的镀Ni电镀液中加入二甲胺硼烷硼源（DMAB），采用电沉积技术在纯铜片的表面制备了Ni-B合金防护镀层。研究了不同的热处理温度对镀层组织结构及性能的影响，评价了不同的热处理温度后的镀层的显微结构，力学性能。在3.5%NaCl溶液中的电化学耐腐性能以及在油摩擦润滑介质条件下的摩擦学性能。用六价铬电镀液制备出硬铬耐磨镀层作为对比样。使用真空退火炉在200℃到400℃的不同温度下对Ni-B合金镀层进行热处理。晶体结构和表面形貌分别用XRD,SEM和TEM依次

5、表征分析。镀层的机械性能和摩擦性能用显微硬度计，划痕仪和摩擦机依次测试。镀层的磨损机理通过磨损率结合SEM来观察磨痕表面形貌来分析。纳米压痕硬度和弹性模量用纳米压痕仪来精确测量。研究结果表明所制备的镀态Ni-B合金防护镀层具有均匀纳米晶结构。镀层平均厚度为45微米左右，镀层表面光滑平整，镀态显微硬度在700~800Hv左右。镀层显微硬度随热处理温度的升高镀层硬度先增加，温度高于350℃后减少。XRD和TEM表征分析表明，镀态镀层的相结构主要由纳米晶的Ni-B固溶体组成。镀层随热处理的温度的升高，有Ni3B颗粒的析出，晶粒会粗化。镀层硬度

6、会由于细晶强化和弥散强化机理的共同作用出现先增加后减少的现象。镀层与基体的结合强度随热处理温度升高而增强。经过300℃热处理保温20min后镀层显微硬度可达到980Hv，耐磨性提高表现为磨损率显著降低。Ni-B镀层的油摩擦性能比纯Ni镀层、Ni-Fe合金镀层都有很大的改善。划痕测试结果表明镀态与热处理过后的Ni-B镀层与基体都有良好的结合强度。摩擦实验表明在油润滑的不同滑动条件下300℃-热处理Ni-B镀层的磨损率最小耐磨性能最好，而且磨损率小于硬铬镀层。优异的耐磨性能归功于镀层高的硬模比(H/E).考察Ni-B镀层结构，表面形貌及热处

7、理温度对耐蚀性的影响并与纯镍镀层对比，利用modulab电化学工作站测定其极化曲线和电化学阻抗谱，对其耐腐蚀性进行分析.对试样进行盐雾腐蚀试验，用SEM观察腐蚀试样的表面形貌并通过EDS分析腐蚀前后镀层表面化学元素的变化。结果表明:在3.5%NaCl溶液电化学测试和5%NaCl溶液盐雾实验中Ni-B镀层具有较好的耐蚀性;热处理影响镀层的耐蚀性，经过热处理镀层耐蚀性有所改善，Ni-B镀层经300℃热处理后，耐蚀性能处于最好状态，热处理温度达到400℃时，耐蚀性能较300℃降低，但仍优于镀态Ni-B镀层。关键词：Ni-B；电沉积；耐腐蚀；代

8、硬铬；摩擦磨损;硬模比AbstractAbstractNi-BalloycoatingswereelectrodepositedusingaNiplatingbathcontainingdimethylam