二次正交旋转组合法优化Ni-W-P脉冲电沉积工艺

周永莉^1,2，赵卫民²，张永汗²

1. 西安热工研究院有限公司2. 中国石油大学(华东)机电工程学院

摘 要：为解决油田设备中油管与油杆的磨损与腐蚀问题,通过脉冲电沉积方法在抽油杆常用钢材30Cr Mo基体上制备了Ni-W-P三元合金镀层,采用5因素5水平的二次正交旋转回归组合试验,对温度、pH值、占空比、电流密度、频率等工艺参数进行了优选。采用显微硬度计对36组镀层进行显微硬度测试,利用DPS软件分析获得5因素与镀层硬度之间的数学模型,并研究了各参数的影响规律,获得了电沉积工艺参数最优组合。结果表明:pH值对镀层硬度影响效果最显著,温度、占空比和平均电流密度对镀层硬度的影响规律与pH值相似,均随变量的增大呈先增后减的趋势;在温度为60℃、pH值为8、占空比为0.8、平均电流密度为6 A/dm2、频率为80 Hz的优化工艺下获得的镀层硬度为812.4 HV2 N,自腐蚀电流密度为2.576μA/cm2,且镀层为非晶镀层,具有优良的耐磨、耐蚀性。

关键词：Ni-W-P合金;脉冲电沉积;正交旋转回归;硬度;耐磨性;耐蚀性;