Ni-P基化學(xué)復(fù)合鍍層組織結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

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1、碩士學(xué)位論文Ni-P基化學(xué)復(fù)合鍍層組織結(jié)構(gòu)與性能研究STUDYONTHEMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFELECTROLESSNi-PBASEDCOMPOSITEPLATINGS郭京浩哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TQ153學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：620密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文Ni-P基化學(xué)復(fù)合鍍層組織結(jié)構(gòu)與性能研究碩士研究生：郭京浩導(dǎo)師：閆牧夫教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料學(xué)所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TQ153U.D.C:620Dissertati

2、onfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFELECTROLESSNi-PBASEDCOMPOSITEPLATINGSCandidate：GuoJinghaoSupervisor：Prof.YanMufuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsofScienceAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2018

3、Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要同步環(huán)作為汽車變速箱中的重要部件之一，其表面需要具有高耐磨性以及高摩擦系數(shù)。本文針對(duì)同步環(huán)材料TL084銅合金耐磨性較差，摩擦系數(shù)較低的問題，通過化學(xué)復(fù)合鍍的方法，在銅合金表面制備了Ni-P、Ni-P-TiN及Ni-P-TiN-Re化學(xué)復(fù)合鍍層，提高其耐磨性和摩擦系數(shù)。并探究了TiN微粒、Re元素及熱處理溫度對(duì)Ni-P基化學(xué)鍍層的影響。采用XRD、SEM、TEM、EDS、DSC等測(cè)試方法對(duì)鍍層的相結(jié)構(gòu)、表面及截面形貌、元素組成以及晶化溫度進(jìn)行分

4、析，并測(cè)試了鍍層的表面顯微硬度和摩擦學(xué)性能。研究結(jié)果表明未經(jīng)熱處理的各化學(xué)鍍層均為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，TiN微粒未影響鍍層中Ni、P元素含量，Ni-P、Ni-P-TiN鍍層中P元素含量都在12wt.%左右，屬于高P鍍層。而Ni-P-TiN-Re鍍層中的P元素含量隨著Re元素的增加而降低?；瘜W(xué)鍍層經(jīng)過熱處理后發(fā)生晶化轉(zhuǎn)變，在高溫下(600℃)穩(wěn)定的相組成均為Ni和Ni3P相。Ni-P、Ni-P-TiN鍍層晶化溫度相同，但添加Re元素后，Ni-P-TiN-Re鍍層穩(wěn)定性提高，晶化溫度升高。在400℃熱處理1h后，Ni-P、Ni-P-TiN鍍層由Ni、Ni3P納米晶粒構(gòu)成，Ni-P-TiN-Re鍍層則由

5、納米晶區(qū)域和非晶區(qū)域組成。顯微硬度測(cè)試結(jié)果表明，未經(jīng)熱處理的Ni-P-TiN和Ni-P-TiN-Re鍍層硬度均比Ni-P鍍層高，硬度隨著鍍層中TiN微粒和Re元素含量增加而提高。各化學(xué)鍍層的硬度都隨著熱處理溫度的升高先增加后降低。Ni-P、Ni-P-TiN鍍層在400℃下硬度最高，均在HV0.11100左右。Ni-P-TiN-Re鍍層則在更高溫度下硬度達(dá)到最大值，最大值硬度也有所提高。摩擦學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，TiN微粒含量較少時(shí)，Ni-P-TiN鍍層的耐磨性有所提高，摩擦系數(shù)在0.4-0.5之間，遠(yuǎn)高于原始銅合金基體摩擦系數(shù)0.08。而Ni-P-TiN-Re鍍層均有較佳的耐磨性能，但摩擦系

6、數(shù)有所降低，在0.15-0.28之間，磨損機(jī)制以氧化磨損為主。經(jīng)過不同溫度熱處理后各類型鍍層耐磨性能都增強(qiáng)，鍍層摩擦系數(shù)和硬度有一定關(guān)系，一般鍍層硬度越高，摩擦系數(shù)也較高。8g/LTiN及2g/LNH4ReO4濃度的Ni-P-TiN-Re鍍層各個(gè)溫度下的鍍層磨損率都比較低，磨-8痕較窄，其中400℃熱處理1h后磨損率最低為1.14×10g/(N·r)，較原始銅合金基體磨損率下降了約84.8%，磨損機(jī)制為氧化磨損伴隨輕微的粘著磨損。關(guān)鍵詞：化學(xué)復(fù)合鍍；Ni-P-TiN鍍層；Ni-P-TiN-Re鍍層；顯微硬度；摩擦學(xué)性能-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThesynchro

7、nousringasoneofthemostimportantcomponentsintheautomotivegearboxrequiresgoodwearresistanceandhighfrictioncoefficient.InordertoimprovethewearresistanceandfrictioncoefficientofthesynchronousringmaterialTL084copperal