论文部分内容阅读
材料电磁加工拥有广泛的应用范围与应用前景,它以高效节能易控制等优点逐渐被人们所重视。而在外加磁场作用下的电刷镀电沉积方法也被人们逐渐使用。磁场的磁流体力学(MHD效应、磁场力的作用、对化学反应的影响以及对溶液物理化学性能的影响都会对电刷镀后的镀层性能等有着较为深远的影响。本文采用电刷镀的方法在四个磁场强度（0.1T、0.2T、0.3T、0.4T）及电场与磁场平行的条件下制备快速镍镀层、n-Al2O3/Ni复合刷镀层和Ni-W/Ni-Co合金刷镀层,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、摩擦磨损试验机、XPS、等分析测试技术,研究磁场对电刷镀镀层组织结构、形貌及机械性能的影响,并简要分析探讨了磁场对电刷镀镀层结构与性能的作用机制。Ni刷镀层在磁场强度为0.2T时,可得到较好的优化作用,可以得到相对较小的镀层晶粒度、平整的表面形貌、较强的基体结合力、镀层致密度和不错的沉积效率,同时镀层的机械性能与无磁场下刷镀Ni刷镀层比较没有明显缺陷;磁场对刷镀层的强化机制主要是刷镀液离子在洛伦兹力作用下,产生MHD效应,增强了镀层的沉积效率,细化了晶粒,增强了细晶强化效果。当磁场强度为0.1T和0.2T时,获得的n-Al2O3/Ni复合刷镀层晶粒度较小、表面平整规则、镀层较致密,镀层和基体结合良好;且当磁场强度为0.1T时,镀层沉积效率、显微硬度和耐磨性相比较好。n-Al2O3/Ni复合刷镀层刷镀过程中沉积效率不高是由于纳米氧化铝粒子不导电引起的。纳米氧化铝颗粒作为异质第二相弥散分布于刷镀层中形成细晶强化作用和弥散强化双重作用。Ni-WC-Nb镀层由于磁场的施加,镀层表面变得致密均匀,由于添加了稀土钕,镀层中晶粒得到细化,镀层中WC的含量也得到一定的提高,在磁场强度达到0.3T时镀层的机械性能得到优化。磁场电刷镀Ni-Co与Ni-W合金镀层在镀层表面形貌以及机械性能得到提高的同时,通过对镀层进行XPS分析可以发现磁场对镀层沉积金属元素的价态以及存在形式都有一些影响。