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。