鈦合金化學(xué)鍍制備厚鍍層與性能研究.pdf

1、鈦合金是一種性能優(yōu)異的金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件大尺寸的修復(fù)問題，本論文提出了采用化學(xué)鍍方法制備厚鍍層修復(fù)并研究鍍層性能的問題，文中采用補(bǔ)加鍍液的方式延長(zhǎng)施鍍時(shí)間以此獲得厚度較大的鍍層。
　　對(duì)鈦合金基體制備厚鍍層中的前處理、鍍液補(bǔ)加與維護(hù)等問題進(jìn)行研究并提出相應(yīng)的解決方案。通過(guò)正交試驗(yàn)確定出鍍液中主要成分的含量為硫酸鎳25g/L，次磷酸鈉26g/L，醋酸鈉20g/L，絡(luò)合劑（1）31ml/L，絡(luò)合劑（2）

2、5g/L，通過(guò)對(duì)比1mg/L Pb2+和20mg/L穩(wěn)定劑1對(duì)鍍液穩(wěn)定性、沉積速度、鍍層形貌、含磷量及鍍層耐蝕性的影響，確定20mg/L穩(wěn)定劑1為鍍液的穩(wěn)定劑。在鈦合金的前處理過(guò)程中，采用了化銑廢液作為活化液的方案，實(shí)現(xiàn)了化銑廢液的有效利用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，測(cè)試鎳離子的吸光度時(shí)可以不考慮溶液中的絡(luò)合劑（1）、絡(luò)合劑（2）、醋酸鈉和次磷酸鈉濃度對(duì)鎳離子吸光度的影響；為維持鍍液成分的穩(wěn)定在鍍液施鍍1h左右時(shí)就應(yīng)補(bǔ)加鍍液，在施鍍過(guò)程中要在不斷攪

3、拌的狀態(tài)下多次少量的補(bǔ)加稀的堿液以維持鍍液pH穩(wěn)定。
　　采用兩種不同制備方式制備厚鍍層，一種是采用補(bǔ)加鍍液方式一次性鍍4.5h后鍍層厚度達(dá)到80μm；另一種是先采用補(bǔ)加鍍液方式鍍覆3h后，取出放入摻加稀土的鍍液中繼續(xù)鍍覆1.5h，最終鍍層總厚度接近100μm。兩種方式制備的厚鍍層結(jié)合力經(jīng)過(guò)GBT5270-2005中的方法測(cè)試后均達(dá)標(biāo)；SEM顯示鍍層呈現(xiàn)Ni-P鍍層的典型“包狀”特征；XRD表明化學(xué)鍍層呈現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu)，200℃31h

4、熱處理后鍍層結(jié)構(gòu)依然為非晶結(jié)構(gòu)。鍍層在300℃31h熱處理后出現(xiàn)晶化中間產(chǎn)物Ni5P2，400℃31h熱處理后鍍層完全晶化為Ni3P和Ni。顯微硬度測(cè)試表明兩種方法制備的鍍層熱處理后的硬度較不熱處理有明顯提高，其中400℃31h熱處理后硬度值達(dá)到1000Hv左右；經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍后的試驗(yàn)?zāi)臀g性均好于空白試驗(yàn)，其中200℃31h熱處理后的鍍層耐蝕性最好。
　　對(duì)化學(xué)鍍層進(jìn)行了稀土改性的研究。研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)稀土改性的鍍層微觀形貌和鍍態(tài)晶

5、型沒有發(fā)生改變。XPS分析表明，試樣中Ni的2p1/2電子結(jié)合能為870.17ev，與 Ni單質(zhì)的電子結(jié)合能相同。試樣中 P的2p3/2電子結(jié)合能為129.86ev，與Ni89P11的中P2p3/2電子結(jié)合能129.2eV基本相等。Ce的3d5/2電子結(jié)合能分別為880.5ev，881.5eV，883.1eV,這與Ce3+，Ce4+，Ce的中Ce3d5/2電子結(jié)合能基本相等，說(shuō)明鍍層中Ce的價(jià)態(tài)存在三種。
　　對(duì)化學(xué)鍍廢液的處理及