论文部分内容阅读
镁合金是一种高度节能环保的轻合金,它在航空航天、电子产品、汽车制造等方面具有广阔的运用前景,但其较低的耐蚀性能及耐磨性能限制了该合金的应用范围。本文以AZ91D镁合金板材为基材,进行直接化学复合镀工艺,在基体上获得Ni-P-SiC镀层,研究了纳米颗粒的加入对于镀层的影响,以及镀层的耐蚀性、耐磨性。得到以下结论:复合粒子增加了镀层的沉积速度,当SiC浓度为4g/L时,镀速最大,复合镀层表面胞状晶细小且致密。400℃热处理后镀层完全晶化,析出了Ni3P相,镀层胞状晶增大,晶界增多,排列不如热处理前平整致密。复合镀层的显微硬度明显高于合金镀层,且热处理后,其硬度值可达2100HV以上。当SiC浓度为4g/L时出现了最高峰值,显微硬度为2129HV。SiC颗粒的加入,明显降低镀层的孔隙率。通过盐雾试验,发现复合镀层耐蚀性能明显优于普通镀层耐蚀性能,热处理后,镀层的耐蚀时间明显减少。Ni-P与Ni-P-SiC镀层的腐蚀电位（分别为-0.59V和-0.58V）明显高于镁合金基体的腐蚀电位（-1.42V）,耐蚀性能得到显著提高。复合镀层在热处理后,摩擦系数明显增大。复合镀层的摩擦系数普遍大于纯镍磷镀层,而且随着SiC含量的增加,摩擦系数呈先增大后减小的趋势。400℃热处理后镀层的磨损量明显小于热处理前,且当SiC浓度为6g/L时,磨损量最小,为0.2mg。纯Ni-P镀层的磨损量大于复合镀层的磨损量,说明其镀层的耐磨性能低于复合镀层。镀层的磨痕轮廓比较平稳,几乎没有突高或突低的点或面。Ni-P镀层磨损后镀层的结构不致密,表面脱落相当严重,而复合镀层磨损后镀层结构紧密,纳米SiC的存在使镀层脱落现象减轻,这也就证实了复合镀层的耐磨性能高于单一镀层。Ni-P镀层磨损初期的磨损机制主要是轻微的微观切削磨粒磨损,后期表现为低温粘着磨损。热处理后,磨损状态为轻微转移对磨材料的粘着磨损,同时存在微观切削磨料磨损。Ni-P-SiC合金镀层在低载短时条件下,镀层表面发生了轻微的磨粒磨损,随着载荷的增加,磨损时间的变长,发生了粘着磨损和磨粒磨损,磨粒既有基体上软的金属颗粒,也有SiC颗粒,当镀层经过热处理过后,磨粒中还存在Ni3P颗粒。本文的研究结果表明,镁合金表面进行直接化学复合镀工艺能够获得理想镀层,该工艺绿色环保。获得的复合镀层具有良好的耐腐蚀与耐磨性能。对于复合镀层在有润滑条件下的磨损机理、磨损量有待进一步研究,为镁合金投入规模生产并应用具有重大意义。本文研究的内容国内外鲜见报道,研究结果为镁合金材料投入生产提供了科学依据。