Ni-P梯度镀层及Ni-P-SiC梯度复合镀层性能研究

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1、硕十学位论文摘要化学镀Ni．P合金因具有高硬度、高耐蚀性、耐磨性等现已广泛地用于钢、铜、塑料、陶瓷等许多导体或非金属材料的装饰和防护等方面。但目前制备的Ni．P化学镀层仍存在内应力大、结合强度低、耐磨性差以及功能单一等缺点，已不能满足工业中尤其是耐蚀耐磨零件的特殊要求。功能梯度材料(FGM)是应现代工业的高功能要求而发展起来的全新型未来材料，其内部成分和结构的相容性可有效地提高膜与基体间的结合强度，改善耐蚀耐磨性；SiC是一种优良的磨料和优异的特种陶瓷功能材料，陶瓷及其复合材料具有密度低、强度高、耐磨性及化学稳定性高，摩擦系数稳定等性能，在摩擦

2、材料领域有着极大的应用潜力。本文首先以45#钢为基体，通过化学镀方法，利用功能梯度材料的设计思路，制备了低磷镀层、中磷镀层、高磷镀层，并制备了H．M．L、L．M．H等多种Ni．P梯度镀层。采用显微硬度、XRD、SEM、腐蚀、磨损试验等检测手段，分析了成分与结构的梯度变化对Ni—P镀层耐蚀耐磨性能的影响。实验结果表明：Ni．P梯度镀层内部成分和结构的梯度变化，可缓解镀层与基体间因界面陡变引起的性能差异，实现了降低摩擦系数、改善镀层耐蚀耐磨性的目的，其中H．M．L梯度镀层的综合性能最好。H．M．L梯度镀层在酸性和碱性环境下均表现出优异的耐蚀性，结合

3、力高达90N，具有较低的平均摩擦系数(0．5966)和耐磨体积(1．888x10一mm3)。再次，在Ni．P合金镀层的基础上加入硬质SiC颗粒，通过粒子的共沉积制备出Ni．P．SiC复合镀层以及Ni．P．SiC梯度复合镀层。试验结果表明：当镀液qbSiC颗粒的加入量为69／L时Ni．P．SiC复合镀层的硬度达到最大值；Ni—P．SiC梯度复合镀层具有较高的硬度(962HV)，优良的结合强度(78N)，优异的耐磨性(4．186x10。2mm3)，但耐腐蚀能力不高。关键词：Ni．P合金镀层；Ni．P．SiC复合镀层；梯度镀层；结合力；耐蚀性；耐磨性

4、Ni．P梯度镀层及Ni．P．SiC梯度复合镀层性能研究AbstractElectrolessNi—Palloyplatingwithhigh—hard—ness，corrosionandwearresistancehasbeenusedindecorating，protectionofnonmetallicmaterialandconductorssuchas—ste—els，copper,plasticsandceramics．Highinnerstress，lowbingdingforce，wearresistance，andsinglef

5、unctionshowedinelctrolessNi—PcoatingsreportedbeforeCan’tmeetthespecialneedsofcorrosionandwearpartsyet．FGMdevelopedwiththerequiremntofhighfunctionCanenhancethebingdingstrengthbetweencoatingandsubstrateeffectivelyandsimultaneouslyimprovecorrosionandwearresistancebecauseoftheco

6、mpatibilitybetweencomponentandstructure．SiCisakindofngmaterialsandspecialfunctionalceramics．CeramicsandCFCCwithlowbetterwearresistance，chemicalstability,andsteadyfrictioncoefficientshowedagreatapplicationpotentialityinfrictionmaterials．Inthispaper,low·P，middle—P，high—P，andH—

7、M-L，L—M-HNi-Pgradientcoatingswerepreparedon45#steelsurfacebyelectrolessplatingwiththedesignthinkingofFGM．Influencesofcomponentandstructuregradientchangingoncorrosionandwearresistanceswereinvestigatedbymicrohardness，XRD，SEM，corrosionandweal"experiments．Theresultsshowedthatcom

8、ponentandstructuregradientchangingincoatingcanrelievefunctionalvariancecaus