电沉积niwb系复合镀层的工艺及性能研究

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1、笪丝里墨查兰堡兰兰丝i堡苎。一—————————————兰塑摘要本文阐述了目前国内外Ni—B、Ni—W、Ni—w—B等复合镀层研究现状，在此基础卜，作者提出了一种利用脉冲电沉积来制取RE—Ni—W—B复合镀层的新方法。此外，通过在RE—Ni—w—B体系中添加PTFE、BN、MoS，、SiC、B。C、AI：o{固体颗粒，以降低该复合镀层的内应力，消除复合镀层的表面裂纹，并提高复合镀层的硬度及耐磨性等性能。阐述了合金共沉积、复合电沉积理论及脉冲电沉积RE—Ni-W—B系工艺的沉积机理，并借助于卜也0系电位-pl／图、B-H：O系电位～pH图、Ni-B—

2、H20系电位一pH图，从热力学角度探讨了电沉积RE-Ni—w—B系复合镀层的可能性以及难易程度。采用正交实验方法研究了直流电沉积RE～Ni—W—B工艺，通过对复合镀层硬度及沉积速度的分析，筛选出了最佳的工艺条件。但由于镀层脆性较大，复合镀层表面裂纹众多。在确定出直流电沉积最佳工艺条件的基础上，又采用脉冲电沉积的方法来制取RENi一卜B多元复合镀层，降低了复合镀层的内应力，减少了镀层的表面裂纹，同时提高了复合镀层的硬度及耐磨性，得出了脉冲复合电沉积RE—Ni-W-B的最佳脉冲频率及占空比，但该复合镀层的表面裂纹仍很明显。研究了SiC、BtC、Al=o

3、}等硬质耐磨固体颗粒及PTF￡、BN、MoS：等减摩微粒对脉冲屯沉积RE—Ni—w—B复合镀层性能的影响。实验表明，在这些颗粒共沉积的同时，降低了其它晶粒的尺寸，而且镀液中这些颗粒含量越多，沉积的晶粒尺寸就越小。因此，这些颗粒的使用，彻底消除了复合镀层的表面裂纹，提高了镀层表面的光滑度。通过成份分析表明，与直流电沉积相比，采用脉冲电沉积的方法能提高RE—Ni—w—B多元复合镀层中1{r和B的含量。钣液中所添加的SiC、B．C、AI：0。PTFfi、BN、MoS，颗粒存镀层中均有不同程度的沉积，但又会对镀层中w和B的含量产生影响。对RENi—w—B—

4、MoSz—Btc和RE—Ni—W—B—PTFE一民C两种复合镀层的相结构进行了分析，结果表明，RE—Ni—w—B—MoS=一Btc复合镀层镀态下以菲晶态为主，部分已晶化：当经500tC热处理后，镀层己晶化；经800℃热处理后，CeO：和B．C仍以化合物的形式存在。斯眦一Ni-W-B—PTFE—B—c复合镀层在镀念下介于非晶与微晶之问；200℃热处理后，镀层状态些!丝!：』竺丝兰：竺丝i全苎一———————————型变为微晶：400℃热处理后，PTFE的特征峰线强度变弱；600℃热处理后复合镀层完全品化，台金的原子排列规则，PTFE完全分解：经800

5、℃热处理后，CeOz和R-C仍以化合物的形式存存：。通过对复合镀层硬度、磨损率及高温抗氧化性的比较分析，研究了SiC、B—e、A1zot三种不同的硬质颗粒对RE—Ni—wI卜PFTE、RE—Ni—w—B—BN及RE～Ni—w—B—MoS：复合镀层性能的影D虮含有SiC、B．C、Al。0的RE—Ni—w—B复合镀层性能优异，硬度明显高于不加含固体颗粒时RE—Ni—W—B复合镀层，磨损率也显著低于RE—Ni—w—B复合镀层。并得出在脉冲电沉积获得的RE—Ni—w—B多元复合镀层中，在添加PTFE、BN、MoS：三种物质中，自润滑性能最好的是PTFE。关

6、键词：电沉积，脉冲电沉积，RE—NI—w—B，多元复合镀层，固体颗粒，耐磨性笪丝三茎堂丝竺丝丝，一—————————j塑兰竺Abstract．ThecurrentresearchstatusofNi—B，Ni．w，Ni—W-Bcompositecoatingsathomeandinabroadisdiscussedinthisthesis，andtheauthorputsforwardanewmethodtoobtainRE．Ni—W．Bmultifunctionalcompositecoatingsbymeansofpulseelectrodep

7、osition．Furthermore，somegrainsofPTFE，BN，MoS2，SiC，B4C，andA1203areaddedintotheRE-Ni—W-Bsystemtoreduceitsinternalstress，eliminateitssurfacecracksandenhanceitshardness，wear．resistanceandtheresistancetooxidationathightemperature．ThetheoriesofalloyCO—depositionandcompositeelectrodep

8、ositionandthemechanismofpulseelectrodepositionofRE-Ni-W·Bcoat