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针对ZL104合金的耐蚀和耐磨性能的研究2018/7/23 11:40:36

 1实验方法

  1.1ZL104铝合金化学镀Ni-Cu-P工艺

  将ZL104合金线切割成10mm×20mm×3mm的试样若干,顶端打孔。用水砂纸从400#依次打磨至1200#,丙酮清洗,晾干后置于干燥器内备用。

  化学镀Ni-Cu-P工艺流程为:试样准备→除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→化学镀Ni-Cu-P→水洗→干燥→成品。

  化学镀Ni-Cu-P的工艺为:硫酸镍25g/L;硫酸铜1.0g/L;次亚磷酸钠30g/L;柠檬酸三钠40g/L;醋酸钠20g/L;pH=8.0;温度80℃;时间1.5~2h.

  1.2性能测试

  利用ZF-3型恒电位仪测试化学镀Ni-Cu-P镀层在10%H2SO4溶液中的阳极极化曲线。利用HX-1型显微硬度计测量化学镀Ni-Cu-P镀层的显微硬度。加载砝码50g,加载时间15s.本实验使用ML-10型磨料磨损试验机对镀层试样进行磨损测试,加载砝码500g,行程50cm,砂纸粒度600目。在磨损面积相同的情况下,磨损量可通过下式进行计算比较:v=w1-w2式中,w1为样品的原始质量(mg);w2为样品磨损后的质量(mg)。在测试化学镀Ni-Cu-P镀层的性能时,另镀一些Ni-P样品与之相比较。

  2实验结果与讨论

  2.1形貌分析

  化学镀Ni-Cu-P层的表面形貌,为典型的"菜花状",表面致密无缺陷,无贯穿性孔洞,为镀层的耐蚀性能提供了保证。

  对化学镀Ni-Cu-P镀层进行X射线衍射分析,衍射峰以单一的"馒头"峰为主,表明镀层以非晶相为主,非晶结构与晶体结构相比没有晶界,偏析等缺陷,为其性能提供了保障;同时没有出现Cu的衍射峰,说明Cu已经固溶在Ni中。

  2.2极化曲线分析

  ZL104合金Ni-P镀层和Ni-Cu-P镀层在10%H2SO4溶液中均出现了钝化行为,Ni-Cu-P镀层的维钝电流密度比Ni-P镀层的维钝电流密度小近一个数量级,而且钝化区宽度也比较大,说明Ni-Cu-P镀层的耐蚀性要好于Ni-P镀层。因为Cu的加入会提高镀层的电位,降低了镀层的活性,提高镀层的钝化能力。

  2.3显微硬度

  利用HX-1型显微硬度计分别测试ZL104合金化学镀Ni-P层及化学镀Ni-Cu-P层的显微硬度。结果分别为395和480MPa.化学镀Ni-P-Cu镀层的硬度较大,是因为铜的加入使镀层更加均匀致密,并且与Ni形成固溶体,起到固溶强化的作用,使镀层具有更高的硬度。

  2.4耐磨性

  基体的质量损失最大,最不耐磨;而Ni-P-Cu镀层因有铜的加入,可以起到固溶强化的作用,硬度提高,故耐磨性要好于Ni-P合降,这是由于喷涂时温度较高,部分碳化钨分解所致。但由于在冷却过程中C,B,Cr,Ni等合金元素形成了Cr7C3,Cr23C6,Ni3B,CrB等一些细小的共晶化合物,这些硬质相弥散在固溶体间起到了第二相强化作用。因此涂层硬度下降幅度不大。

  3结论

  (1)在ZL104合金直接获得了化学镀Ni-Cu-P镀层,其工艺配方为:硫酸镍25g/L;硫酸铜1.0g/L;次亚磷酸钠30g/L;柠檬酸三钠40g/L;醋酸钠20g/L;pH=8.0;温度80℃;时间1.5~2h.

  (2)制备的化学镀Ni-Cu-P镀层表面较均匀致密,为非晶结构。

  (3)与化学镀Ni-P镀层相比,化学镀Ni-Cu-P镀层具有更好的耐蚀性,硬度和耐磨性,进一步改善了化学镀Ni-P镀层的防护能力。


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