【摘 要】
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本文采用单因素、响应面等实验方法对电沉积Ni-W-B合金工艺进行筛选和优化,得到了最佳电沉积Ni-W-B合金的镀液配方及施镀工艺参数。之后对镀层试样进行热处理,研究热处理对镀层性能的影响。最后又通过加入SiO2纳米微粒成功制备Ni-W-B-SiO2复合镀层并研究其性能。本文主要研究内容和结论如下:1、首先采用单因素法对电沉积Ni-W-B合金镀层基础配方及施镀工艺参数进行筛选,得到了电沉积Ni-W-
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本文采用单因素、响应面等实验方法对电沉积Ni-W-B合金工艺进行筛选和优化,得到了最佳电沉积Ni-W-B合金的镀液配方及施镀工艺参数。之后对镀层试样进行热处理,研究热处理对镀层性能的影响。最后又通过加入SiO2纳米微粒成功制备Ni-W-B-SiO2复合镀层并研究其性能。本文主要研究内容和结论如下:1、首先采用单因素法对电沉积Ni-W-B合金镀层基础配方及施镀工艺参数进行筛选,得到了电沉积Ni-W-B合金镀层的最佳基础工艺为:六水合硫酸镍30g/L、二水合钨酸钠65g/L、二甲基胺硼烷10g/L、柠檬酸铵100g/L、电流密度为8A/dm~2、温度60℃、pH值7.0、时间为60min。通过对Ni-W-B合金镀层的性能测试,结果表明在基础配方条件下制得的Ni-W-B合金镀层的硬度为457.5HV,腐蚀电位为-0.571V,腐蚀电流为3.538×10-7A·cm-2,镀层与基材的结合力良好,镀层表面平整、致密、无缺陷;镀层中各组成成分含量为Ni59.10%（质量分数,下同）、W39.78%、B1.12%。2、在电沉积Ni-W-B合金镀层基础配方的基础上,建立Box-Behnken实验对添加剂进行复配,得出最优的添加剂组合为:SDBS浓度为0.3g/L、糖精钠浓度为0.5g/L、烯丙基磺酸钠浓度为0.24 g/L、1.4-丁炔二醇浓度为0.1g/L。复配的添加剂镀液条件下所制得的镀层硬度为499.1HV,光泽度为230GU,相较于没有添加剂的镀层硬度增大了41.6HV,光泽度增大了85GU。添加剂的加入使镀层中各元素分布均匀,镀层表面更加致密平整,耐腐蚀也更好,腐蚀电流从3.538×10-7A·cm-2减小到了1.651×10-7A·cm-2,腐蚀电位从-0.571V正移到了-0.478V。XRD结果表明镀层呈非晶态结构。3、在最佳复配添加剂的加入下制备Ni-W-B合金试样,在氮气的保护下对样品进行不同温度的热处理。对热处理后的试样进行组织结构和性能测试得到:热处理使Ni-W-B合金镀层从非晶态结构逐渐转变为晶态结构,当热处理温度为500℃时,此时镀层的表面最为致密,镀层与基体间的结合力良好,镀层的耐腐蚀性最好,镀层的硬度达到最大值960.5HV,与镀铬层相当,达到预期目标。4、在Ni-W-B合金镀层的基础镀液中添加6g/L的SiO2纳米微粒和1.2g/L的SDBS表面活性剂制备得到了Ni-W-B-SiO2复合镀层。经组织结构和性能测试得到:Ni-W-B-SiO2复合镀层为非晶态结构,镀层中各组分含量为Ni58.69%、W38.12%、B1.08%、Si1.07%、O1.04%。经硬度及耐腐蚀性检测发现,Ni-W-B-SiO2复合镀层的硬度为519.5HV,与基础镀液的Ni-W-B合金镀层相比硬度提高了62HV;Ni-W-B-SiO2复合镀层的耐腐蚀性比Ni-W-B合金镀层好,其腐蚀电位为-0.323V,腐蚀电流为2.437×10-7A·cm-2。
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