BN表面镀镍对Ni-Cr/BN自润滑材料组织和性能的影响

摘要

为改善Ni-Cr/BN自润滑复合材料的烧结性能，提高材料的强度，本文采用化学镀方法在BN粉表面镀上镍层，改善BN粉末与Ni-Cr基体颗粒之间的润湿性；采用粉末冶金方法制备Ni-Cr/（NUBN）复合材料，利用X射线衍射（XRD）、三点弯曲实验、硬度（HB）测试、扫描电镜（SEM）和光学金相显微镜（OM）等实验手段对材料的显微组织、力学性能、摩擦磨损性能进行分析。结果表明： （1）在碱性条件下，以硫酸镍为主盐、以肼为还原剂在BN表面镀镍的最佳镀液组成与工艺参数为：硫酸镍45g/L，肼18g/L，pH值为10，温度90℃，时间30min。 （2）BN表面镀镍可以改善Ni-Cr/BN复合材料的烧结性能；随烧结温度升高材料的强度提高，密度和硬度增大；当烧结温度达到1100℃时，BN粉表面的镀镍层发生软化、球化而进入熔融状态，在蒸气压作用下往样品表面迁移，在样品表面形成金属壳，BN聚集在样品中心，材料产生严重成分偏析。故Ni-Cr/（Ni/BN）的烧结温度适宜在1000℃左右。 （3）Ni-Cr/BN自润滑复合材料摩擦磨损机理：在与对偶件相互作用过程中，BN受到挤压变形与摩擦热的共同作用，会不断向表面挤出，逐渐伸展并被压平，最终形成连续完整的固体润滑膜；但是复杂接触应力的作用导致局部自润滑膜破裂、脱落，减弱复合材料的自润滑性能。BN表面镀镍改善固体润滑剂BN与Ni-Cr合金基体的界面结合，有利于在摩擦副表面形成完整的BN润滑膜，提高了润滑减摩性能；形成的润滑膜附着性强、更完整，复合材料的摩擦系数和磨损率都降低。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1前言

1.2固体自润滑材料及其研究趋势

1.2.1固体自润滑剂的特性

1.2.2固体润滑剂的种类

1.2.3固体自润滑复合材料的分类

1.2.4固体自润滑材料的研究趋势

1.3镍基固体自润滑复合材料

1.4粉末颗粒表面化学镀镍

1.4.1粉末化学镀镍预处理

1.4.2镀覆工艺

1.4.3应用现状及前景

1.5论文的选题意义、依据及研究内容

第二章 实验方案与过程

2.1实验工艺流程

2.2实验过程

2.2.1BN表面镀镍

2.2.2 Ni-Cr／BN复合材料的制备

2.3材料物理和力学性能的测定

2.3.1密度和孔隙率的测定

2.3.2三点抗弯强度(TRS)的测定

2.3.3硬度的测定

2.4摩擦磨损实验

2.4.1实验设备，工作原理及实验条件

2.4.2试验方法

2.5材料成分、粒度及显微组织分析与测定

2.5.1粉末物料氧含量的测定

2.5.2物相分析

2.5.3电子显微镜分析

2.5.4金相组织观察

2.5.5差示量热法(DSC)分析

第三章 实验结果分析与讨论

3.1 BN粉末表面镀镍

3.1.1 BN粉末的预处理

3.1.2化学镀镍镀液成分及工艺对镀覆过程和结果的影响

3.2 BN表面镀镍对Ni-Cr／BN复合材料烧结性能的影响

3.2.1 Ni-Cr／(Ni／BN)混合粉末DSC曲线分析

3.2.2烧结温度对Ni-Cr／(Ni／BN)抗弯强度的影响及断口形貌分析

3.2.3不同烧结温度下Ni-Cr／(Ni／BN)的金相组织

3.2.4烧结温度对Ni-Cr／(Ni／BN)密度和孔隙率的影响

3.2.5烧结温度对Ni-Cr／(Ni／BN)硬度的影响

3.2.6 Ni-Cr／BN复合材料的烧结过程分析

3.3 BN表面镀镍对Ni-Cr／BN复合材料摩擦磨损性能的影响

3.3.1 BN表面镀镍对Ni-Cr／BN复合材料摩擦性能的影响

3.3.2 BN表面镀镍对Ni-Cr／BN复合材料磨损性能的影响

第四章结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文