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耐磨复合镀层技术的研究

作　者: 王世钰
导　师: 朱新河；严志军
学　校: 大连海事大学
专　业: 轮机工程
关键词: 复合电镀纳米SiC 正交试验耐磨性
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

摩擦磨损是导致设备零件失效的重要原因,而复合电镀技术作为一种重要的表面工程技术,既可以对表面起到强化作用,又可以作为重要修复技术,不仅使设备零件恢复到合适的尺寸,同时也提高了设备零件的表面质量。本文采用复合电镀技术使镀层的硬度、耐磨性能、结合强度性能以及耐腐蚀性能得到了很大的提高。本文采用对比试验方法,通过添加分散剂并经超声波振荡后,得到了SiC颗粒在镀液中具有良好的分散性,为下面的复合电镀奠定了基础。本文以硬度和电流效率作为评价标准,通过正交试验和单因素试验得到了镍基SiC复合镀、铁基SiC复合镀以及铁镍基SiC复合镀的最佳工艺影响参数：镍基SiC复合镀,温度50℃,电流密度1A/dm2, n-SiC浓度值8g/L；铁基SiC复合镀,温度40℃,电流密度12A/dm2, n-SiC浓度值8g/L；铁镍基SiC复合镀温度60℃,电流密度1.5A/dm2, n-SiC浓度值8g/L。并且三种复合镀层的硬度值比施镀前(150HV)有了明显的提高。在摩擦磨损试验中,通过摩擦系数、磨损量以及划痕的比较分析得出了铁基SiC复合镀层的耐磨性能要优于另外两种镀层；在热震试验中,通过热震前后表面粗糙度的变化和表面金相显微分析得出了镍基SiC复合镀层的结合强度性能要劣于另外两种镀层；在电解腐蚀试验中(EC试验),通过腐蚀前后表面的金相照片分析得出了三种镀层具有较为优异的耐腐蚀性能。本文最后在内燃机气缸套上施镀三种复合镀层,通过摩擦磨损试验也得到了在耐磨性能上,铁基SiC复合镀层要明显的优于另外两种复合镀层。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题的目的和意义  10-11
  1.2 表面工程  11-12
    1.2.1 表面工程技术的定义和分类  11-12
    1.2.2 表面工程技术在修复以及再制造领域的应用  12
  1.3 电镀技术简介  12-15
    1.3.1 电镀技术的定义  12
    1.3.2 电镀技术的发展  12-13
    1.3.3 电镀的原理  13-14
    1.3.4 电镀作用  14
    1.3.5 电镀层分类  14-15
  1.4 复合电镀技术简介  15-17
    1.4.1 复合镀定义  15
    1.4.2 复合镀层沉积机理  15-16
    1.4.3 复合镀层的分类  16-17
  1.5 本文研究的主要工作  17-18
第2章试验设备与方案  18-31
  2.1 试验设备和仪器介绍  18-22
    2.1.1 电镀试验设备  18-19
    2.1.2 硬度检测装置  19-20
    2.1.3 KT-1颗粒计数器装置  20-21
    2.1.4 超声波清洗机  21
    2.1.5 直读光谱分析仪  21-22
  2.2 试验影响因素  22-23
  2.3 制取n-SiC的方法  23-25
    2.3.1 试验设备介绍  23-24
    2.3.2 纳米SiC检测方法  24-25
  2.4 试验工艺过程以及试验方案的设计  25-28
    2.4.1 工艺过程  25-26
    2.4.2 试验方案设计  26-28
  2.5 复合电镀中n-SiC固体颗粒的分散方法  28-31
第3章试验结果与分析  31-54
  3.1 镍基SiC试验结果分析  31-36
  3.2 铁基SiC试验结果分析  36-43
    3.2.1 镀铁试验结果分析  37-40
    3.2.2 铁基SiC复合镀试验结果  40-41
    3.2.3 SiC浓度对电流效率的影响  41-43
  3.3 铁镍基SiC试验结果分析  43-52
    3.3.1 硬度分析  44-47
    3.3.2 电流效率分析  47-51
    3.3.3 优化因素值的选取  51-52
  3.4 复合镀层中SiC含量的分析  52-53
  3.5 本章小结  53-54
第4章镀层性能测试及分析  54-72
  4.1 摩擦磨损性能分析  54-61
    4.1.1 摩擦磨损试验设备介绍  54-55
    4.1.2 试验准备及方法  55-56
    4.1.3 摩擦磨损试验结果及分析  56-61
  4.2 复合镀层抗腐蚀性能测试  61-64
    4.2.1 腐蚀试验方法介绍  61-62
    4.2.2 腐蚀试验结果分析  62-64
  4.3 复合镀层的结合强度测试  64-67
    4.3.1 结合强度试验简介  64
    4.3.2 结合强度测试方法及结果分析  64-67
  4.4 缸套表面复合镀层的摩擦磨损试验  67-72
    4.4.1 试验方案  67-68
    4.4.2 试验结果分析  68-72
第5章结论及展望  72-74
  5.1 本文结论  72-73
  5.2 本文展望  73-74
参考文献  74-77
致谢  77

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