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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

         

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.

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