软氮化及化学镀镍磷双重强化机制、组织及性能研究

摘要

软氮化和化学镀镍磷都是有效的表面强化方法。迄今为止都是单独应用。本文根据大量文献资料及实际应用结果，分析了单一软氮化、单一化学镀表面强化工艺的优缺点，提出了一种将两种表面强化工艺结合起来，即软氮化+化学镀Ni-P合金双重强化的新型表面强化工艺。
　　 本文对45钢表面分别进行单一软氮化、单一化学镀镍磷和软氮化+化学镀镍磷双重强化处理，测量了三种表面强化方法渗(镀)层的硬度、厚度、耐磨性等。并对双重强化层的结合力进行了定性和定量的测量，采用扫描电镜对双重强化层截面形貌进行观察和分析，采用X射线光电子能谱仪对双重强化层各层的元素组成进行了测定。
　　 结果表明，软氮化+化学镀镍磷双重强化层有较大的厚度、较高的硬度和良好的耐磨性；结合力与单一化学镀层结合力相当，略为大一些。组织成分分析表明强化层表层为镍磷合金，最内层为渗氮层，中间层有Fe、Ni、P、N、C等元素，为镍磷合金层和渗氮层的过渡层。根据双重强化层表面形貌和反应现象观察，认为其反应机理与单一化学镀机理相近，只不过作为反应催化剂的基体铁变成了氮化铁或氮化铁和铁的混合物。这种双重强化方法是一种有效可行的表面强化方法，有较好的应用前景。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1 软氮化技术概述

1.1.1 软氮化基本概念

1.1.2 液体软氮化技术发展简史

1.1.3 软氮化技术特点

1.1.4 盐浴软氮化应用现状

1.2 化学镀Ni—P技术概述

1.2.1 化学镀基本概念

1.2.2 化学镀Ni—P发展简史

1.2.3 化学镀Ni—P特点

1.2.4 国内外化学镀镍研究现状

1.3 复合强化技术概述

1.4 本课题的研究内容和目的

1.4.1 课题的研究内容

1.4.2 课题的目的

第二章 渗层镀层形成原理

2.1 软氮化原理

2.1.1 软氮化机理

2.1.2 软氮化层的组织结构与性能

2.2 化学镀Ni—P原理

2.2.1 化学镀Ni—P热力学分析

2.2.2 化学镀Ni—P动力学分析

2.2.3 化学镀Ni—P反应机理

2.2.4 化学镀溶液各组分剖析

2.2.5 镀层的组织结构与性能

第三章 试验过程与方法

3.1 试验仪器和设备

3.2 试件的制备

3.3 试验分组

3.4.软氮化层的制备

3.5 单一化学镀Ni—P层的制备

3.6 软氮化+化学镀镍磷双重强化层制备

3.7 后处理

3.8 镀速测试

3.9 硬度测试

3.10 厚度测试

3.11 耐磨性测试

3.12 结合力测试

3.13 形貌观察与分析

3.14 双重强化层组织成分测试

第四章 试验结果与分析

4.1 强化层硬度测试结果与分析

4.1.1 低温回火后处理对强化层硬度的影响

4.1.2 不同表面强化方法对表面硬度的影响

4.2 表面强化层厚度测试结果与分析

4.3 镀速研究

4.4 渗镀双重强化对材料表面耐磨性的影响

4.4.1 试验压力150牛顿，转速180转/分磨损试验结果

4.4.2 试验压力100牛顿，转速180转/分磨损试验结果

4.5 镀层结合力测试结果与分析

4.5.1 改善镀层结合力的试验方法分析

4.5.2 镀层结合力测试结果分析

4.6 渗镀双重强化层组织成分分析

4.7 软氮化层对镍磷化学镀层形成的影响

4.8 Ni—P合金化学镀层在N—C共渗后的组织表面上形核以及成形的机理分析

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文