材料研究学报

作者：陈开旺, 张鹏林, 李树旺, 牛显明, 胡春莲

单位：1.兰州理工大学 有色金属先进加工与再利用国家重点实验室 兰州 7300502.兰州理工大学材料科学与工程学院 兰州 730050

关键词：材料表面与界面,摩擦磨损,化学镀,莫来石,Ni-P合金,正交试验

基金：甘肃省高等学校科研项目(2017D-02)

先进行正交试验优化镀液的工艺参数，然后用化学镀对莫来石粉末进行表面包覆并对包覆粉末进行850℃热处理，用等离子喷涂技术在304不锈钢表面分别制备莫来石涂层和包覆粉末涂层。用附带能谱的扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了包覆粉末和涂层的微观结构，用HV-1000维氏显微硬度仪测试了涂层硬度，用HT-1000摩擦实验机测试了800℃时涂层的摩擦磨损性能。结果表明：镀液的优化工艺参数为：硫酸镍20 g/L，次磷酸钠 30 g/L，柠檬酸钠 20 g/L，氯化铵 20 g/L，pH=5.5，水浴温度80℃，施镀时间1 h。在莫来石粉末表面包覆的Ni-P镀层均匀致密，热处理使包覆镀层由非晶态向晶态转变，生成了Ni和Ni3P相。莫来石涂层主要由莫来石相和γ-Al2O3相组成，包覆粉末涂层主要由Ni、AlNi3、Ni3P和莫来石相组成。在包覆粉末涂层中引入Ni-P镀层使涂层的硬度由417.5 HV0.2提高到500.1 HV0.2。包覆粉末涂层的耐磨性优于莫来石涂层，包覆粉末涂层的摩擦系数比莫来石涂层明显减小，包覆粉末涂层的磨损率为13×10-4 mm3/(N·m)，是莫来石涂层的0.59倍。磨损后莫来石涂层的表面有明显的梨沟和涂层剥落，而包覆粉末涂层的表面光滑，涂层剥落较少。两组涂层的磨损形式，主要为塑性变形和磨粒磨损。

来源：2023年第1期

《材料研究学报》期刊编辑部

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