Ni-P基化学复合镀层组织结构与性能研究.pdf

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1、硕士学位论文Ni-P基化学复合镀层组织结构与性能研究STUDYONTHEMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFELECTROLESSNi-PBASEDCOMPOSITEPLATINGS郭京浩哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TQ153学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开工学硕士学位论文Ni-P基化学复合镀层组织结构与性能研究硕士研究生：郭京浩导师：闫牧夫教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TQ153U.D.C:620Dissertati

2、onfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFELECTROLESSNi-PBASEDCOMPOSITEPLATINGSCandidate：GuoJinghaoSupervisor：Prof.YanMufuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsofScienceAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018

3、Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要同步环作为汽车变速箱中的重要部件之一，其表面需要具有高耐磨性以及高摩擦系数。本文针对同步环材料TL084铜合金耐磨性较差，摩擦系数较低的问题，通过化学复合镀的方法，在铜合金表面制备了Ni-P、Ni-P-TiN及Ni-P-TiN-Re化学复合镀层，提高其耐磨性和摩擦系数。并探究了TiN微粒、Re元素及热处理温度对Ni-P基化学镀层的影响。采用XRD、SEM、TEM、EDS、DSC等测试方法对镀层的相结构、表面及截面形貌、元素组成以及晶化温度进行分

4、析，并测试了镀层的表面显微硬度和摩擦学性能。研究结果表明未经热处理的各化学镀层均为非晶态结构，TiN微粒未影响镀层中Ni、P元素含量，Ni-P、Ni-P-TiN镀层中P元素含量都在12wt.%左右，属于高P镀层。而Ni-P-TiN-Re镀层中的P元素含量随着Re元素的增加而降低。化学镀层经过热处理后发生晶化转变，在高温下(600℃)稳定的相组成均为Ni和Ni3P相。Ni-P、Ni-P-TiN镀层晶化温度相同，但添加Re元素后，Ni-P-TiN-Re镀层稳定性提高，晶化温度升高。在400℃热处理1h后，Ni-P、Ni-P-TiN镀层由Ni、Ni3P纳米晶粒构成，Ni-P-TiN-Re镀层则由

5、纳米晶区域和非晶区域组成。显微硬度测试结果表明，未经热处理的Ni-P-TiN和Ni-P-TiN-Re镀层硬度均比Ni-P镀层高，硬度随着镀层中TiN微粒和Re元素含量增加而提高。各化学镀层的硬度都随着热处理温度的升高先增加后降低。Ni-P、Ni-P-TiN镀层在400℃下硬度最高，均在HV0.11100左右。Ni-P-TiN-Re镀层则在更高温度下硬度达到最大值，最大值硬度也有所提高。摩擦学性能测试结果表明，TiN微粒含量较少时，Ni-P-TiN镀层的耐磨性有所提高，摩擦系数在0.4-0.5之间，远高于原始铜合金基体摩擦系数0.08。而Ni-P-TiN-Re镀层均有较佳的耐磨性能，但摩擦系

6、数有所降低，在0.15-0.28之间，磨损机制以氧化磨损为主。经过不同温度热处理后各类型镀层耐磨性能都增强，镀层摩擦系数和硬度有一定关系，一般镀层硬度越高，摩擦系数也较高。8g/LTiN及2g/LNH4ReO4浓度的Ni-P-TiN-Re镀层各个温度下的镀层磨损率都比较低，磨-8痕较窄，其中400℃热处理1h后磨损率最低为1.14×10g/(N·r)，较原始铜合金基体磨损率下降了约84.8%，磨损机制为氧化磨损伴随轻微的粘着磨损。关键词：化学复合镀；Ni-P-TiN镀层；Ni-P-TiN-Re镀层；显微硬度；摩擦学性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThesynchro

7、nousringasoneofthemostimportantcomponentsintheautomotivegearboxrequiresgoodwearresistanceandhighfrictioncoefficient.InordertoimprovethewearresistanceandfrictioncoefficientofthesynchronousringmaterialTL084copperal