27SiMn钢Ni-P与Ni-Ce/W-P化学镀及镀层性能对比研究

摘要

为了提高液压支柱表面的耐蚀耐磨性能,本实验以液压支柱的专用材质27SiMn钢为基体进行二元及三元化学镀研究。首先通过正交实验得到27SiMn钢表面化学镀Ni-P、Ni-Ce-P、Ni-W-P合金镀层的最优配方工艺,然后对组织结构,耐磨性,耐蚀性进行对比分析,最后还模拟煤矿井下条件进行耐蚀性对比研究。实验结果表明,本实验中制得的三种镀层均为表面光洁致密、结构均匀的非晶态镀层。Ni-Ce-P三元化学镀层较Ni-P二元化学镀层结构更均匀,耐磨性最高可提高1.16倍,普通腐蚀介质中耐蚀性最高可提高16.36倍,模拟煤矿井下条件耐蚀性最高可提高1.5倍;Ni-W-P三元化学Ni-P二元化学镀层各方面性能也有很大提高,耐磨性能最高可提高3.70倍,普通腐蚀介质中耐蚀性最高可提高9.82倍,模拟煤矿井下条件耐蚀性最高可提高1.2倍。

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摘要

Abstract

引言

1.1 液压支柱

1.1.1 液压支柱的工作条件及质量要求

1.1.2 液压支柱的材料

1.1.3 液压支柱表面处理

1.1.4 化学镀在单体液压支柱防护处理中的应用

1.2 化学镀镍的应用现状

1.2.1 化学镀镍的机理

1.2.2 三元化学镀的发展

1.2.3 稀土元素和W 元素在三元化学镀研究及应用

1.2.4 热处理对化学镀层性能的影响

1.2.5 化学镀镍的应用现状及发展前景

1.3 本课题研究内容及意义

2 实验材料及方法

2.1 实验材料

2.2 化学镀实验工艺流程及设备

2.2.1 化学镀前处理工艺的确定

2.2.2 化学镀Ni-P 镀液成份选择及配置

2.2.3 化学镀Ni-Ce-P 镀液配置及施镀

2.2.4 化学镀Ni-W-P 镀液配置及施镀

2.3 镀层热处理

2.4 测量镀速

2.5 镀层性能测试设备及方法

2.5.1 组织观察及成分分析

2.5.2 镀层硬度测量

2.5.3 结合力测量

2.5.4 镀层耐磨损性能实验

2.5.5 镀层耐腐蚀性能实验

3 27SiMn 钢化学镀层制备及性能分析

3.1 27SiMn 钢 Ni-P 化学镀层的制备

3.1.1 化学镀Ni-P 配方、工艺的选择与分析

3.1.2 化学镀Ni-P 正交实验

3.2 27SiMn 钢 Ni-Ce-P 化学镀层的制备

3.2.1 化学镀Ni-Ce-P 配方、工艺的选择与分析

3.2.2 化学镀Ni-Ce-P 正交实验

3.3 27SiMn 钢 Ni-W-P 化学镀层的制备

3.3.1 化学镀Ni-W-P 配方、工艺选择与分析

3.3.2 化学镀Ni-W-P 正交实验

3.4 镀速测量结果与分析

3.5 镀层的结合强度

3.6 27SiMn 钢化学镀层形貌及成分分析

3.6.1 27SiMn 钢化学镀层表面形貌

3.6.2 27SiMn 钢化学镀层截面形貌

3.6.3 27SiMn 钢表面化学镀层结构及成分分析

3.7 27SiMn 钢表面化学镀耐磨性分析

3.7.1 化学镀层的显微硬度

3.7.2 磨粒磨损实验

3.7.3 粘着磨损

3.8 27SiMn 钢表面化学镀耐蚀性分析

3.8.1 腐蚀介质浸泡实验

3.8.2 模拟煤矿井下环境腐蚀实验

结论

参考文献

作者简历

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