(2)組織結構:采用LEICADFC280型金相顯微鏡(深圳海量精密儀器設備有限公司)觀察鍍層的表面組織結構。
(3)耐腐蝕性:采用失重法,在質(zhì)量濃度為20g/L的H2SO4溶液中浸泡48h,腐蝕面積均為17.0cm2(30mm×20mm×5mm六面體的六個面)。用AL204-IC電子天平(鄭州博科儀器設備有限公司)測定試樣腐蝕前、后的質(zhì)量,按式(1)計算腐蝕速率[6]。
(4)耐磨蝕性:將磨蝕尺寸均為30mm×20mm的不銹鋼、純鎳鍍層、Ni–WC納米復合鍍層試樣同時置于模擬水力機械設備工作條件的水懸浮液中,電動攪拌棒帶動水懸浮液流動,轉速為240r/min。其中,水懸浮液由2kg砂和5kg水組成。用電子天平測定試樣磨蝕前、后的質(zhì)量,按式(1)計算磨蝕速率。
式中,v為腐蝕(磨蝕)速率[g/(m2·h)],m1、m2分別為腐蝕(磨蝕)前、后的質(zhì)量(g),A為腐蝕(磨蝕)面積(m2),t為腐蝕(磨蝕)時間(h)。
3·結果與討論
3.1工藝條件對復合鍍層的影響
3.1.1溫度
由于納米WC粉末的加入,鍍液溫度不宜過高,否則會導致納米粉末的氧化與衰變,在保證制得的復合鍍層完好的前提下盡量選擇低的鍍液溫度。圖2所示為不同溫度下所得Ni–WC納米復合鍍層的外觀。
從圖2可看出,鍍液溫度為35~40°C和45~50°C時,納米復合鍍層均從不銹鋼基材表面剝離;50~55°C時鍍層未發(fā)生剝離、翹曲現(xiàn)象。這是由于隨著鍍液溫度的升高,鍍層內(nèi)應力降低,延伸率提高。因此,Ni–WC納米復合電鍍的理想施鍍溫度應為50~55°C
3.1.2陰極電流密度
圖3所示為不同電流密度下所得Ni–WC復合鍍層的外觀。
從圖3可看出,隨著陰極電流密度的增大,工件表面(尤其是邊緣)產(chǎn)生的毛刺增多,鍍層粗糙度增大。另外,觀察鍍層發(fā)現(xiàn),當電流密度為1~2A/dm2時,納米WC未沉積到基體表面,僅發(fā)生鎳的緩慢沉積。因此,較適宜的陰極電流密度為2~4A/dm2。
3.1.3pH
鍍液pH的變化會直接影響鍍層的性能,傳統(tǒng)鎳鍍液的pH通常在4.0~5.5之間。圖4所示為不同鍍液pH下所得鍍層的外觀。從圖4可明顯看出,鍍液pH為4.0~4.5時,鍍層分布不均勻,表面粗糙;pH為5.0~5.5時,鍍層因變脆而產(chǎn)生針孔;pH為4.5~5.0時,鍍層表面均勻細致,沒有缺陷。因此,較適宜的pH為4.5~5.0。
綜合以上分析,得出制備Ni–WC納米復合鍍層最佳工藝條件為:50~55°C,2~4A/dm2,pH=4.5~5.0。
3.2復合鍍層的性能
3.2.1組織結構