工艺参数对镍钴合金胎体摩擦磨损性能的影响

目的研究镀液中氨基磺酸钴浓度、电流密度及糖精钠含量对低钴镍钴合金镀层摩擦磨损性能的影响,提高耐磨性能,利于后续电镀用于航空材料孔系加工的金刚石刀具。方法在氨基磺酸盐镀液体系中,采用电沉积法制备低钴Ni-Co合金镀层。应用销盘式摩擦磨损试验机对镀层进行摩擦因数研究。采用三维形貌仪与LEICA DVM500显微镜观察镀层磨损宽度、深度与磨损形貌。分析不同电流密度、氨基磺酸钴浓度与糖精钠浓度对镀层摩擦因数、耐磨性能与磨损形貌的影响。结果当钴盐质量浓度从6g/L升至18g/L时,摩擦因素从2.273下降至1.915,提高了镀层表面平整性,降低了摩擦因数。随钴盐浓度提高,磨损形式从粘着磨损为主转为以磨粒磨损为主,镀层的抗塑性流变能力与耐磨性能得到提高。随电流密度升高,镀层平均摩擦因数从1.132增加至2.346,上升了107%,表面平整性下降,磨损横截面面积呈上升趋势,镀层的耐磨性能减弱,磨损机制转为粘着磨损和磨粒磨损双重磨损形式。糖精钠的加入使得摩擦因数从0.926上升至2.429,增加了1.6倍,但其磨损量下降明显,且磨损机制以磨粒磨损为主。结论提高钴盐浓度可细化晶粒,减小摩擦因数,提高镀层耐磨性,促进磨粒磨损发生。增大电流密度使得镀层晶粒粗大,致使摩擦因数升高,减小抗塑性变形能力,耐磨性能降低,促进粘着磨损发生。糖精钠有细晶作用,可缓解镀层磨损疲劳程度,提高其抗塑性流变能力,但对摩擦因数却起反向效果。综合,可选择电流密度2 A/dm2、钴盐质量浓度18 g/L及糖精钠质量浓度0.5 g/L作为工艺参数制备金刚石刀具胎体材料,由此获得的刀具具有较好的摩擦磨损性能,可提高使用寿命。     

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