Ni-BaCr2O4復合涂層的電沉積工藝及摩擦學性能研究.pdf

1、本文以等比例混合的BaCO3和Cr2O3粉體為原料，采用高溫固相反應法制備三價鉻酸鹽BaCr2O4粉體。采用復合電沉積方法在Inconel718高溫合金表面制備出不同純Ni涂層和Ni-BaCr2O4復合涂層。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、顯微硬度計和摩擦磨損試驗機研究BaCr2O4顆粒的引入對電沉積復合涂層的組織形貌、顯微硬度和摩擦學性能的影響，并揭示其磨損機理。
　　通過適當?shù)念A處理工藝和單因素實驗，采用電沉積

2、法可制備出結(jié)合良好的純 Ni涂層。優(yōu)化的工藝參數(shù)為：pH=3、電沉積時間1h、電流密度1.5-6dm2、溫度30-60℃。同高溫合金基板相比，電沉積純鎳涂層的摩擦磨損性能得到明顯改善。高溫合金基板的摩擦系數(shù)在0.5-0.65之間，磨痕寬度為500-550m，磨損機制為粘著磨損；純鎳涂層的摩擦系數(shù)為0.35-0.4之間，磨痕寬度為300m左右，磨損機制為氧化磨損和輕微的剝層磨損。本試驗條件下，不同電流密度對純鎳涂層的摩擦系數(shù)和磨痕形貌幾乎

3、沒有影響；隨著溫度的升高，純鎳涂層的摩擦系數(shù)逐漸升高。
　　采用正交試驗法研究電流密度、溫度和粉體濃度三因素對電沉積復合涂層中粉體共析量的影響。隨電流密度和溫度的增加，復合涂層中粉體共析量先增加后減少；隨電鍍液中粉體濃度的增大，粉體共析量呈現(xiàn)單調(diào)遞增。電沉積Ni-BaCr2O4復合涂層的最佳工藝參數(shù)為：電流密度3A/dm2、粉體含量70g/L、溫度50℃、pH=3和時間1h。
　　BaCr2O4顆粒的引入使復合涂層晶粒細化，

4、表面更為平整。隨復合涂層中BaCr2O4粉體共析量的增加，涂層晶粒細化程度增加。BaCr2O4顆粒對涂層的彌散強化作用顯著提高了復合涂層的顯微硬度。純鎳涂層和粉體體積分數(shù)為16.6％的Ni-BaCr2O4復合涂層的顯微硬度分別為279HV和746HV。
　　BaCr2O4顆粒的彌散強化和在摩擦過程中的承載作用，能夠有效地改善復合涂層的摩擦學性能。同高溫合金基板和純鎳涂層相比，Ni-16.6%BaCr2O4復合涂層的摩擦系數(shù)降低至0