简述镀层Ti6Al4V表面Ni-P化学镀厚镀层科技

论文导读：
摘要：钛合金T具有密度低、耐腐蚀性、热稳定性和高的比强度等优良特性，使其在航天、航海等领域得到广泛的运用。但它在特殊服役条件下的硬度较低、耐磨损性能差，且表面容易被氧化，限制了其进一步运用，由此需用适当的表面处理办法来克服这些弱点。本论文通过对T表面化学镀Ni-P合金厚镀层工艺的探讨，制备了厚度为130μm从上的低磷Ni-P合金厚化学镀层。以而提升钛合金的耐磨性和耐蚀性，延长其服役周期。在化学镀Ni-P合金厚镀层工艺中，钛合金的前处理和镀液的补加或更新工艺是厚化学镀层能否实现的关键，也是探讨的难点。通过对钛合金T前处理工艺的探讨，拟定三组前处理工艺，经比较试验后选定一组最佳案例并对其进行优化，得到了最佳前处理工艺；为了保持制备厚镀层镀液的长效性，本论文还针对镀液的更新模式进行了探讨，使用紫外可见光分光光度计对镀液中NiSO4·6H2O浓度进行测量，并依据其变化走势确定了更换镀液的最佳周期为60min。本论文得到的最佳前处理配方为：重铬酸钠110g/L，硫酸锌8g/L，氢氟酸80ml/L，温度88±2℃。且经过比较实验，优化出钛合金T表面二次浸锌最优时间为10min。依据现有的低磷化学镀Ni-P合金配方制备低磷镀层，配方为：硫酸镍18~28g/L、次亚磷酸钠20~30g/L、乙酸20~30g/L、乳酸18~24g/L、氟硼酸钠1~4g/L、醋酸铅2~4mg/L、pH7.4±0.2、温度85±2℃、装载比为0.8~1.2(dm)2/L。通过更换镀液的办法，在钛合金表面进行5个周期的化学镀实验，制备的Ni-P合金镀层平均厚度约为135μm，晶粒平均粒径大约在30μm左右。P元素含量为3.88%，属于低磷镀层。镀态镀层的维氏硬度为650HV。采取扫描电镜及能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度仪、电化学工作站和摩擦磨损试验机等设备对经过不同温度热处理的厚镀层的表面形貌及化学成分、物相、硬度、耐蚀性及耐磨性进行表征。检测结果表明：经过400℃热处理后，由于厚镀层中Ni单质相与Ni相从共格形式充分析出，镀层硬度达到最高值为1126.3HV，且在Ni-P合金厚镀层内部产生了弥散强化意义，使镀层的耐蚀性和耐磨性能到达最佳状态。关键词：钛合金论文化学镀论文低磷论文Ni-P合金论文厚镀层论文
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Abstract8-14
第1章 绪论14-25

1.1 概述14-15

1.2 钛合金极为前处理15-16

1.2.1 钛及钛合金介绍15

1.2.2 钛合金 T 前处理15-16

1.3 化学镀镍的进展16-17

1.4 化学镀 NiP 合金机理17-19

1.4.1 原子氢析出机理17-18

1.4.2 正负氢离子机理18

1.4.3 电子还原机理18

1.4.4 羟基-镍离子配位论述18-19

1.5 低磷化学镀镍19-22

1.5.1 低磷化学镀镍层19-20

1.5.2 化学镀液组成及意义20-21

1.5.3 低磷化学镀镍的探讨近况21-22

1.6 化学镀镍磷厚镀层22-23

1.7 本课题探讨目的及作用23-24

1.8 本章小结24-25

第2章 实验办法及工艺25-40

2.1 实验思路及技术路线25-26

2.

1.1 实验思路25

2.

1.2 技术路线25-26

2.2 实验仪器设备及材料26-28

2.1 实验主要设备和测试仪器26

2.2 实验材料26-27

2.3 实验主要试剂27-28

2.3 化学镀镍前处理实验28-34

2.3.1 预处理工艺29-31

2.3.2 镀前处理工艺31-34

2.4 化学镀镍工艺34-36

2.4.1 化学镀液的配方34

2.4.2 化学镀液的配制34-36

2.4.3 化学镀工艺参数36

2.5 镀后处理36-37

2.5.1 镀后清洗36

2.5.2 除氢36

2.5.3 镀层的退除36-37

2.6 实验测试办法37-39

2.6.1 化学镀液的稳定性测试37

2.6.2 镍离子浓度的测定37-38

2.6.3 镀层沉积速度的测定38

2.6.4 镀层表面形貌及元素含量分析38

2.6.5 镀层结构分析38

2.6.6 镀层热处理38-39

2.6.7 镀层硬度测量39

2.6.8 镀层耐磨性试验39

2.6.9 镀层极化试验39

2.7 本章小结39-40

第3章 镀前处理工艺及优化40-52

3.1 前处理工艺得到的镀层形貌及性能40-44

3.

1.1 不同前处理工艺的镀层形貌41-44

3.

1.2 不同前处理工艺的镀层硬度44

3.2 前处理工艺配方优化44-47
3.

2.1 正交试验设计44-46

3.2.2 正交试验结果及分析46-47论文导读：磨损的表面形貌73-755.5本章小结75-77结论77-78参考文献78-84攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果84-85致谢85-86上一页12

3.3 二次浸锌时间优化47-50

3.1 二次浸锌处理后试件表面形貌48-49

3.2 二次浸锌处理后化学镀层截面形貌49-50

3.4 本章小结50-52

第4章 化学镀厚镀层制备52-64

4.1 镀液中 NiSO_4·6H_2O 浓度的测定52-55

4.

1.1 吸光度值与 NiSO_4·6H_2O 浓度标准曲线方程52-53

4.

1.2 不同时刻镀液中 NiSO_4·6H_2O 浓度变化53-55

4.2 化学镀层沉积速度55-58
4.

2.1 沉积速度与施镀时间联系55-56

4.

2.2 NiSO_4·6H_2O 浓度差与沉积速度的联系56-57

4.

2.3 镀层厚度与施镀时间联系57-58

4.3 镀层性能与施镀时间联系58-60
4.

3.1 镀层表面形貌及组分58-59

4.

3.2 镀层硬度性能59-60

4.4 厚镀层形貌能谱及物相60-63

4.1 厚镀层表面形貌和能谱60-61

4.2 厚镀层截面形貌61-62

4.3 镀态 NiP 合金厚镀层 XRD 物相62-63

4.5 本章小结63-64

第5章 镀层热处理64-77

5.1 热处理厚镀层 XRD 物相及表面形貌64-67

5.

1.1 热处理厚镀层 XRD 物相64-66

5.

1.2 热处理厚镀层表面形貌66-67

5.2 热处理厚镀层显微硬度67-68

5.3 热处理厚镀层极化检测68-70

5.4 摩擦磨损性能70-75

5.

4.1 磨损失重70-71

5.

4.2 摩擦系数71-73

5.

4.3 摩擦磨损的表面形貌73-75

5.5 本章小结75-77
结论77-78
参考文献78-84
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果84-85
致谢85-86