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鑄鐵電刷鍍Ni - P 和Ni 鍍層性能研究
發布時間:2018-10-11 22:20

研究利用電刷鍍技術對鑄鐵表面進行刷鍍修復。方法在鑄鐵表面電刷鍍Ni 和Ni-P 兩種鍍層,觀察鍍層的表面形貌,分析鍍層的物相組成,檢測鍍層結合力、耐磨性及耐蝕性等性能。結果在鑄鐵表面獲得了結合緊密且晶粒大小均勻、致密的Ni-P 刷鍍層。Ni 刷鍍層較Ni-P 刷鍍層晶粒細小,具有較多孔洞,結構疏松。在相同刷鍍時間下,Ni-P 刷鍍層厚度約為0. 1 mm,是Ni 刷鍍層的2 倍; 與基體的結合力為85 N,而Ni 刷鍍層結合力為48 N。Ni-P 和Ni 刷鍍層均主要由Ni,Fe10. 8Ni 和FeNi3組成,并含有少量的銅。Ni-P 刷鍍層的磨損質量和磨損體積最小,具有更好的耐磨性能; Ni 刷鍍層由于較疏松,出現了較嚴重的粘著磨損和擦傷特征。Ni-P 刷鍍層的自腐蝕電位最高,腐蝕電流密度最小,具有較好的耐腐蝕性能。結論通過電刷鍍可對鑄鐵表面進行修復,提高其耐蝕和耐磨性能,其中Ni-P 刷鍍層的修復效果較好。
鑄鐵具有成本低、鑄造性能好、易加工等優點,是應用廣泛的工程材料。鑄鐵零件,如凸輪軸、曲軸等,在服役期間常遭受表面磨損和變形,導致不能滿足尺寸要求。鑄鐵材料的修復方法有激光合金化、堆焊、刷鍍、激光熔覆、等離子熔覆等。其中,堆焊和等離子熔覆熱輸入量大,零件容易變形; 激光熔覆和合金化受到激光設備和工件形狀的限制。如果損壞比較輕微,磨損量在0. 40 mm 以內,一般采用電刷鍍的方法進行修復。電刷鍍在修復零件時具有設備簡單、工藝靈活、沉積速度快和成本低等優點,是機械零件表面修復和強化的主要手段,尤其適用于大型機械零件的現場不解體修復和野外搶修。但是由于鑄鐵多孔隙,結構疏松,且含碳量高,與鍍層的結合力受到影響。在電刷鍍液體系中,鎳磷鍍的耐磨性優于電鍍硬鉻,具有高的結合強度和較好的耐蝕性,特別適用于精度要求高且要求耐磨的零件和工模具表面強化。
1) 通過電刷鍍在鑄鐵表面獲得了結合緊密且晶粒大小均勻、致密的Ni-P 刷鍍層。Ni 刷鍍層較Ni-P刷鍍層晶粒細小,具有較多孔洞,且結構疏松。在相同刷鍍時間下,Ni-P 刷鍍層約為Ni 刷鍍層的2 倍,與基體的結合力較高。
2) 所制備的Ni-P 和Ni 刷鍍層的磨損量和磨損體積均較基體小,其中Ni-P 鍍層的磨損量和磨損體積最少,耐磨性最好。
3) Ni-P 和Ni 刷鍍層的腐蝕傾向均小于基體,且Ni-P 刷鍍層的腐蝕速率最小。而Ni 刷鍍層由于存在較多空隙,腐蝕速率甚至高于鑄鐵基體。
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