电沉积Ni-Co纳米镀层热稳定性研究及低温扩散连接应用

摘要

目的研究不同Co含量电沉积Ni-Co纳米镀层的热稳定性能及其扩散连接应用效果。方法在TC4钛合金表面电沉积Ni-Co镀层,改变镀液中Co含量(0、5、20g/L),利用金相显微镜(OA)和透射电镜(TEM)观察分析镀层800℃热处理前后的微观组织。在真空扩散设备中进行TC4钛合金低温扩散连接(800℃、1 h),利用万能拉伸机检测扩散连接接头的剪切性能。结果添加Co元素不仅能够减小镀层晶粒至19.2 nm,还能够提高其热稳定性能。纯镍镀层在800℃热处理5 h后晶粒长大至17.2μm,而Ni-20 g/L Co镀层晶粒在相同条件下仅长大到10.5μm且生长初期并未发现异常长大晶粒。以2.5μm厚的Ni-Co镀层为中间层进行TC4钛合金低温扩散连接,接头剪切强度高达543.4 MPa。结论Co元素的添加降低了晶界能量,提高了Ni-Co镀层的热稳定性能;作为TC4钛合金扩散连接的中间层,提高了原子的扩散系数,实现了TC4钛合金低温扩散连接,对工程应用具有重要意义。