退火对镍钴合金镀层结构及力学性能的影响.pdf

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1、第４２卷第６期Ｖｏｌ畅４２Ｎｏ畅６２０１７年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１７退火对镍钴合金镀层结构及力学性能的影响刘霁云，赵阳，董世运，徐滨士（装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室，北京１０００７２）摘要：利用扫描电子显微镜、Ｘ射线衍射仪、显微硬度计和纳米压痕仪等研究了退火温度对镍钴合金镀层结构及性能的影响。结果表明：镍钴合金镀层呈（１１１）择优取向；随着退火温度升高，镀层衍射峰逐渐锐化，晶粒长大；镀层残余应力、硬度及弹性模量均下降，在３００～４００℃之间下降幅度最大，硬度降幅达到２８％，弹性模量降幅达到２２．４％。退

2、火后，镀层纳米压痕最大深度和卸载后深度均变大，镀层抗塑性变形能力降低。关键词：镍钴合金镀层；退火；结构；力学性能中图分类号：TG166．7文献标志码：A文章编号：0254-6051（2017）06-0080-04EffectofannealingonmicrostructureandmechanicalpropertiesofNi-CoalloycoatingＬｉｕＪｉｙｕｎ，ＺｈａｏＹａｎｇ，ＤｏｎｇＳｈｉｙｕｎ，ＸｕｎＢｉｎｓｈｉ（ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＲｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｒｍｏｒｅｄＦｏｒｃｅｓ

3、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７２，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＥｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮｉ-Ｃｏａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，Ｘ-ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ，ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｔｅｓｔｅｒａｎｄｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＮｉ-Ｃｏａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｐｒｅｓｅｎｔｓ（１１１）ｐｒｅ

4、ｆｅｒｒｅｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐｅａｋｓｇｒａｄｕａｌｌｙｓｈａｒｐ，ｔｈｅｇｒａｉｎｓｇｒｏｗｕｐ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓ，ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｒｅ２８％ａｎｄ２２．４％ａｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｏｆ３００-４００℃，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｆｔｅｒａｎｎｅａｌｉｎｇ

5、，ｂｏｔｈｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｐｔｈａｆｔｅｒｕｎｌｏａｄｉｎｇｂｅｃｏｍｅｌａｒｇｅｒ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈａｔｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Keywords：Ｎｉ-Ｃｏａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇ；ａｎｎｅａｌｉｎｇ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ镍钴合金镀层是一种性能优异的镍基合金镀层，本文对镍钴镀层进行了不同温度的退火处理，并考察具有比纯镍镀层更高的硬度，更好的耐磨性和高温稳了其硬度、结

6、构和力学性能的变化情况。［１］定性，在工业上得到广泛的应用。国内外对电沉积［２］１试验材料与方法镍钴合金展开了深入的研究。Ｇｏｍｅｚ等研究发现镍钴镀层沉积为异常共沉积，即镀层中钴含量高于镀液1．1试样制备及热处理中钴含量。这是因为沉积过程中阴极表面析氢，使阴基体为黄铜，尺寸为５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍ，分别极表面附近的ｐＨ升高，在阴极表面上形成的氢氧化用４００、８００和１２００号砂纸打磨，并用超声清洗仪清洗钴吸附层阻碍了镍离子的通过，从而抑制镍离子的沉１０ｍｉｎ。试验基本镀液组成为：２５０ｇ／Ｌ硫酸镍，４０ｇ／Ｌ［３］积，使得钴离子优先沉积。Ｗｕ等研究了钴含

7、量对硫酸钴，４５ｇ／Ｌ硼酸，２０ｇ／Ｌ氯化钠，２ｇ／Ｌ糖精钠，ｐＨ＝镀层的影响，发现当镀层中钴含量逐渐增大到４５％３．０～４．０。在ＲＴＰ-３００型马弗炉中对镀层进行退火处时，镀层晶粒减小，硬度、屈服强度和抗拉强度都得到理，升温速率为２０℃／ｍｉｎ，退火温度分别为２００、３００、提高。４００和５００℃，保温１ｈ后空冷至室温。目前镍钴合金镀层的研究主要集中在镀液配方配1．2性能测试方法比、工艺参数优化、镀层常规性能考察等方面，但对镍利用Ｓ４８００冷发射扫描电子显微镜对镍钴镀层的［４］钴合金镀层高温下的性能变化研究较少。鉴于此，表面形貌进行观察。采用Ｄ８型多晶Ｘ

8、射线衍射仪（Ｃｕ靶），对镀层相结构分析（入射波长λ＝