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本文通过化学沉积方法,在Ni-P的基础上加入Cu改善涂层的耐蚀耐磨性,提高耐冲蚀性能。探索工艺条件和沉积液各组成对Ni-Cu-P合金涂层的组织结构、涂层成分、表面形貌、摩擦磨损性能的影响,重点研究Ni-Cu-P涂层的腐蚀冲蚀性能。通过改变改变冲蚀介质的种类与浓度、冲蚀介质流速、冲蚀时间、冲蚀攻角等外因以及涂层硬度,组织状态等内在因素,结合XRD、SEM、XRF等手段,分析涂层的结构、表面形貌及组成,探讨化学沉积Ni-Cu-P涂层的冲蚀机理。
结果表明:Ni-Cu-P涂层中因为Cu元素的加入致使涂层胞状组织更加细小。合金涂层中Cu含量较低时涂层是非晶态结构,Cu含量大于11.72%时涂层已经完全变成晶态结构。Ni-Cu-P合金涂层在300℃热处理1h后析出了Ni3P相和Ni-Cu固溶体。
显微硬度随着柠檬酸钠浓度的增加不断增大,随着温度的增加不断降低,当硫酸铜的浓度为0.6g/L时;次亚磷酸钠浓度25g/L,显微硬度最大;显微硬度在热处理300℃时达到最大值。当涂层中铜含量为7.03%时以及300℃热处理,磨损量达到最小值。
Ni-Cu-P涂层在2%氢氧化钠溶液中具有最佳的耐冲蚀能力。随着HCl浓度的增加,Ni-Cu-P合金涂层的冲蚀失重逐渐增加;冲蚀失重随着冲蚀速度增加呈指数增加;在45°攻角冲蚀时冲蚀失重最大;随着冲蚀介质温度的增加,冲蚀失重也在增加。
Ni-Cu-P合金涂层热处理态耐蚀耐冲蚀性能优于镀态;Ni-Cu-P合金涂层热处理前后的耐冲蚀性能与耐蚀性能一致,300℃热处理态的耐蚀耐冲蚀性能最佳,随着涂层硬度的增加,涂层的抗冲蚀能力增加。当涂层中Cu含量为9.24%时,抗冲蚀性能最佳。