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文檔簡介
1、化學鍍鎳方法以其工藝簡便、成本低、鍍層厚度均勻、可大面積鍍覆等優(yōu)點,已廣泛應用于實際生產(chǎn)中,然而,隨著技術(shù)不斷發(fā)展與實際生產(chǎn)工程中需要,又逐步發(fā)展具有特定功能的復合鍍層。利用納米材料的一些獨特的性能,結(jié)合傳統(tǒng)表面技術(shù)制備表面納米顆粒增強復合鍍層的研究成為當今材料表面領域的熱點課題之一。本文結(jié)合這兩項技術(shù)的特點,在45#鋼表面化學鍍層中復合納米Al2O3粒子和PTFE粒子,研究制備具有高耐磨和自潤滑性能的化學復合鍍技術(shù),以滿足企業(yè)實際生產(chǎn)
2、的需要。
主要運用顯微硬度計、金相顯微鏡、SEM、XRD和摩擦磨損試驗機等檢測手段對實驗樣品的組織結(jié)構(gòu)、表面形貌、顯微硬度、耐磨性能及其機理進行了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明:
實驗優(yōu)化出的化學鍍配方為:硫酸鎳25g/L,次亞磷酸鈉30g/L,乳酸25ml/L,檸檬酸5g/L,乙酸鈉15g/L,氨基乙酸3g/L,硫脲3~5mg/L,pH=4.8,溫度88±2℃:納米Al2O3的加入量為2~3g/L,PTFE乳液的加入量
3、為10ml/L。利用優(yōu)化了的制備技術(shù),在45#鋼表面成功制備出具有納米Al2O3增強、PTFE復合減摩的高耐磨和低摩擦系數(shù)的Ni-P-Al2O3-PTFE復合鍍層。
實驗制備的Ni-P、Ni-P-Al2O3、Ni-P-PTFE和Ni-P-Al2O3-PTFE等鍍層鍍態(tài)時為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),Ni-P非晶態(tài)鍍層硬度為516HV,Ni-P-PTFE非晶態(tài)鍍層的硬度為380HV,Ni-P-Al2O3非晶態(tài)鍍層硬度為684HV,Ni-P-
4、Al2O3-PTFE非晶態(tài)鍍層的硬度為452HV。經(jīng)過熱處理后鍍層在300℃時開始晶化,到400℃時其鍍層全部轉(zhuǎn)化為晶態(tài);Ni-P合金鍍層的硬度經(jīng)過400℃熱處理后達到最大值894HV;Ni-P-Al2O3復合鍍層400℃熱處理后達到最大值1215HV;因為PTFE的熔點為327℃,Ni-P-Al2O3-PTFE多元復合鍍層375℃處理的硬度是894HV,400℃處理的硬度是1187HV,鍍層的硬度大幅提高,證明鍍層中PTFE的氣化逸出
5、,蒸發(fā)溫度是375℃,使鍍層的自潤滑性能降低,因此本實驗選擇350℃熱處理一小時,可以得到相對較高的硬度756HV,同時不會破壞鍍層中的PTFE。制備的Ni-P-Al2O3-PTFE鍍層經(jīng)過350℃×1h熱處理后其磨損量為1.6mg,摩擦系數(shù)為0.11,表現(xiàn)出了優(yōu)良的綜合耐磨性能。
Ni-P-Al2O3-PTFE復合鍍層中,高硬度的納米Al2O3通過復合沉積與鎳磷鍍層構(gòu)成復合相,提高了鍍層的硬度及耐磨性能;而PTFE粒子由
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