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本文采用化学镀技术在A356合金基体上制备了Ni-P-纳米WC复合镀层,利用L16(44)正交实验表设计四因素四水平正交实验,研究WC浓度、pH值、表面活性剂浓度、络合剂浓度四个因素对镀层镀速的影响,运用极差分析法对正交实验结果进行分析,得出了四个因素的最佳组合,确定了制备Ni-P-纳米WC复合镀层的最佳工艺参数。与基体、Ni-P镀层进行对比,研究在最佳工艺参数下制备的Ni-P-纳米WC复合镀层的表面与截面形貌、成分、物相、结合力、硬度、耐磨性和耐蚀性;选用真空热处理的方式,对在最佳工艺参数下制备的Ni-P-纳米WC纳米复合镀层分别在200℃、300℃、400℃、500℃下进行镀后处理,与镀态下镀层性能进行对比,研究不同温度热处理对Ni-P-纳米WC复合镀层形貌、物相、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。 研究结果如下: (1)A356合金经超声除油、碱洗和酸洗活化的前处理工艺后施镀得到的化学复合镀层与基体结合良好;正交实验选取的四种因素对镀速的影响程度顺序为:pH值>表面活性剂浓度>络合剂浓度>WC浓度,最佳工艺组合为pH=6,表面活性剂0.08g/L,络合剂15g/L,WC6g/L,最佳工艺配方的平均镀速为29.844μm/h。 (2)实验制备的Ni-P镀层和Ni-P-纳米WC复合镀层成分均匀、组织致密,Ni-P镀层以非晶结构为主,复合镀层呈现非晶态;镀态下,复合镀层硬度达到917.8HV,分别为基体和Ni-P镀层的6倍和1.4倍,磨损量分别为基体、Ni-P镀层的2/5和3/5;在3.5%NaC1、1mol/L H2SO4以及0.5mol/LNaOH溶液中的极化曲线测试结果显示,耐蚀性强弱顺序为复合镀层>Ni-P镀层>A356合金;EIS结果表明,在3.5%NaCl溶液中复合镀层的电荷转移电阻Rt比A356合金、Ni-P镀层分别提高了27倍和7倍,起到较好的耐蚀效果。 (3)热处理后镀层发生晶态转变,且随热处理温度的升高,其晶化程度提高,400℃以上时镀层完全呈现晶态;镀层经热处理后晶粒尺寸在纳米级别,400℃-500℃区间的晶粒长大速率最快,500℃时镀层的晶粒尺寸最大;随热处理温度的升高,镀层中析出Ni3P相,镀层硬度和耐磨性均呈现先升高后降低的趋势,400℃热处理态镀层硬度达到1353.6HV,此时镀层磨损量为镀态的2/5;镀层经热处理后在3.5%NaC1、1mol/L H2SO4以及0.5mol/LNaOH溶液中的耐蚀性均逐渐下降。