Ni／纳米Y2O3复合刷镀层的组织结构与摩擦磨损特性-论文.pdf

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1、l。v47No．7Ju1．2Ol4Ni／纳米Y2o3复合刷镀层的组织结构与摩擦磨损特性凌文丹。赵平堂。李志攀(鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁458030)[摘要]添加纳米颗粒的复合镀层较常规单相镀层具有更优异的性能。采用电刷镀技术在2Cr13不锈钢表面制备了Ni／纳米YO复合镀层，研究了纳米Y：O含量对复合镀层的形貌、成分、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明：与纯镍镀层相比，复合镀层表面更为平整致密；随着镀液中纳米YO，含量的提高，复合镀层的硬度呈现先升高后降低的趋势；当纳米Y0，颗粒含量为15g／L时，复合镀层的晶粒最为细小，硬度达到极大值，摩擦系数(0．20)明显低于快速镍镀层(0．3

2、8)，磨损面的黏着和撕裂现象大大减轻，表现出良好的摩擦磨损性能。[关键词]Ni／纳米Y：O复合镀层；电刷镀；形貌；成分；硬度；摩擦磨损[中图分类号]TQ153．2[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2014)07—0012—030前言1试验镍镀层化学性能稳定、力学性能良好，广泛用于机1．1基材前处理械零部件的修复、强化。在此应用基础上迅速兴起的基材为2Cr13不锈钢，尺寸为150mm×50mm×电刷镀技术以其操作设备简单、沉积速度快、质量好、10mm，经如下前处理：砂纸打磨一抛光一丙酮超声清可现场不解体修复、适应性强、成本低等特点而获得了洗一电净除油(25．OOg／L氢氧化钠，

3、21．70g／L碳酸广泛青睐。特别是近年来出现的纳米复合电刷镀技钠，50．O0g／L磷酸三钠，2．49g／L氯化钠；正接，lOV，术，在普通的镍镀液中添加不溶性纳米颗粒如A10，相对运动速度100—120mm／s，60S)一水洗一活化除SiC，WC，MoS等_】“]，使其与基质镀液共沉积得到纳锈(40mL／L盐酸，140g／L氯化钠；反接，12V，相对运米复合镀层。这类复合镀层较常规的单相镀层具有更动速度120—150mm／s，30S)一水洗一活化除炭黑高的硬度以及更优异的耐磨、耐腐蚀及耐高温性能，适(141．2g／L柠檬酸钠，94．2g／L柠檬酸，3．0g／L氯化用性更强。近年来，纳米复

4、合镀技术得到了广泛关注镍，pH=3．5～4．0；反接，l2V，相对运动速度100—120和研究，新型的多功能复合镀层不断被开发，而采用的mm／s，60s)水洗_+烘干。纳米微粒种类仍有待扩展。我国是世界上的稀土资源1．2镀层的制备大国，而非稀土资源应用强国，目前关于纳米稀土颗粒用SDK．200AHZ智能刷镀机制备打底层和工作层，如Y：O，在复合镀中的应用并不多见。本工作采用电以不溶性石墨为阳极，外面包裹脱脂棉和涤纶包套。刷镀技术，在2Cr13不锈钢基体上制备Ni／纳米Y0，复(1)打底层在不通电的条件下用特殊镍镀液合镀层；分析了不同纳米Y：0，含量时复合镀层的形貌，(320—350g／L硫

5、酸镍NiSO4·6H20，20g／L氨基乙并研究了纳米Y：0，含量对镀层硬度及耐磨性的影响，酸，25～40mL／L醋酸，pH=0．8—1．2)擦拭待镀表面以期为以后的相关研究和应用提供一定的依据。3—5s，以均布镍离子、改善镀层的初始结晶条件，然后再通电施镀特殊镍打底层(厚2—5m)，电源采用正接，12V，施镀70s。[收稿日期]2014—02—19(2)工作层以快速镍镀液(230—255g／L六水[基金项目]河南省教育厅科研项目(13B430105)资助[通信作者]赵平堂(1967一)，博士，高级工程师，主要研究硫酸镍，90～105g／L冰柠檬酸钠，20～30g／L乙酸铵，方向为纳米材料

6、合成与应用，电话：pH=7．2—7．5)为基质镀液，添加5～25g／L纳米Y20315839281438，E-mail：zhaopingtang@126．corn(平均粒径为40am，纯度为99．99％)配制成Ni／Y：0，2．2复合镀层的显微硬度由于在干摩擦中，镍镀层表面承受着较大法向力和切向摩擦力的反复作用，且随着摩擦副表面温度升高而图3为纳米Y0，含量与复合镀层显微硬度的关产生一定的软化现象，其抗塑性能力逐渐减弱，在摩擦系。从图3可以看出：当纳米Y0，含量在0—25g／L过程中产生黏着和撕裂，甚至发生局部脱落，其磨损表变化时，复合镀层的显微硬度先升高后降低；纳米Y0现为明显的黏结效应

7、和犁削效应。由图5b可见：复合含量为15g／L时，镀层硬度达到最大值602HV。因为镀层的磨损面几乎无黏着和撕裂现象，磨损面相对平Y0含量处于0一l5g／L时，其在镀液中分散较好，与整。这是由于纳米Y0，颗粒在复合镀层中的弥散分布基质镀液的共沉积增强了镀层中的细晶、弥散等强化可以一定程度地阻碍镀层晶粒间位错的滑移，起到弥作用，进而提高了镀层硬度；在纳米Y0含量大于15散强化的作用，且由于复合镀层晶粒相对细小，组织致g／L