基于双向脉冲电沉积下的Ni-纳米TiC复合镀层结构及耐磨性能
来源期刊：材料导报2020年第24期
论文作者：吴双全 任鑫 初鑫 江仁康 窦春岳 高志玉
关键词：双向脉冲电沉积;TiC颗粒;镍基复合镀层;微观结构;耐磨性;
摘 要：为探究第二相TiC颗粒对Ni基复合镀层组织结构及耐磨性能的影响,利用双向脉冲电沉积技术在Q235钢表面分别制备了纯Ni镀层、Ni-微米TiC复合镀层及Ni-纳米TiC复合镀层。通过FESEM、XRD、EDS对镀层的表面形貌、物相及成分进行了表征,并对比研究了镀层的表面粗糙度、显微硬度和耐磨性能。结果表明:加入TiC颗粒后,镀层表面由胞状结构转变为菜花状结构,同时基质金属镍的沉积取向行为发生了变化。Ni-纳米TiC复合镀层的平均晶粒尺寸为24.9 nm,约为Ni-微米TiC复合镀层的1/3。与Ni-微米TiC复合镀层相比,Ni-纳米TiC复合镀层具有更小的表面粗糙度（Ra=3.500μm）和更高的表面硬度(820.5HV0.1)。磨损试验结果表明,复合镀层的磨损机制是轻微的磨粒磨损和粘着磨损混合,TiC颗粒延缓了基质镍镀层的磨损速率。其中,Ni-纳米TiC复合镀层的平均磨损速率为5.6 mg/（cm2·min）,约为Ni-微米TiC复合镀层的1/2,表现出对基体更为优异的耐磨性能。
吴双全1，任鑫1，初鑫2，江仁康1，窦春岳1，高志玉1
1. 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院2. 中国石油集团长城钻探工程有限公司工程服务公司
摘 要：为探究第二相TiC颗粒对Ni基复合镀层组织结构及耐磨性能的影响,利用双向脉冲电沉积技术在Q235钢表面分别制备了纯Ni镀层、Ni-微米TiC复合镀层及Ni-纳米TiC复合镀层。通过FESEM、XRD、EDS对镀层的表面形貌、物相及成分进行了表征,并对比研究了镀层的表面粗糙度、显微硬度和耐磨性能。结果表明:加入TiC颗粒后,镀层表面由胞状结构转变为菜花状结构,同时基质金属镍的沉积取向行为发生了变化。Ni-纳米TiC复合镀层的平均晶粒尺寸为24.9 nm,约为Ni-微米TiC复合镀层的1/3。与Ni-微米TiC复合镀层相比,Ni-纳米TiC复合镀层具有更小的表面粗糙度（Ra=3.500μm）和更高的表面硬度(820.5HV0.1)。磨损试验结果表明,复合镀层的磨损机制是轻微的磨粒磨损和粘着磨损混合,TiC颗粒延缓了基质镍镀层的磨损速率。其中,Ni-纳米TiC复合镀层的平均磨损速率为5.6 mg/（cm2·min）,约为Ni-微米TiC复合镀层的1/2,表现出对基体更为优异的耐磨性能。
关键词：双向脉冲电沉积;TiC颗粒;镍基复合镀层;微观结构;耐磨性;
