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与传统的钢铁材料或铝合金相比,钛合金是一种新型的结构材料。因其质轻,比强度高等优点,而得到广泛应用,特别在航空航天领域的应用,被称为“太空金属”。钛合金种类繁多,Ti6Al4V(TC4)是最早开发的钛合金,使用至今,仍是航空航天应用的主体材料。虽然钛合金性能优异,但其存在表面易氧化,耐磨性能较差等问题,使其在一些特殊条件下使用受到限制。利用化学镀镍技术可以改善钛合金表面耐磨性,且Ni-P合金镀层硬度较高,具有较好的耐腐蚀性能,进一步拓宽了钛合金使用范围。然而,材料的耐磨性能与其表面硬度有直接关系,为更高的提升硬度,本课题在Ni-P低磷化学镀基础上研究了钛合金表面Ni-P-Si C复合化学镀层性能及其制备工艺。即在低磷镀液中添加入不溶的第二性Si C硬质颗粒,与Ni-P合金发生共沉积,形成Ni-P-Si C复合镀层,提高镀层硬度。基于低磷镀镍液的不稳定性,本实验优先研究稳定剂硫脲在化学镀镍时的稳定效果,通过实验得到了添加0.5mg/L硫脲的镀液较稳定,镀层为低磷晶态镀层,含磷量为3.35%。优化的二元低磷镀镍液的配方为:硫酸镍18~28g/L,次亚磷酸钠20~30g/L,络合剂16ml/L,络合剂B 20ml/L,硫脲0.5mg/L,添加剂1g/L,氨水(调节p H)。试验条件为:施镀温度85±2℃,p H=7.0±0.2,镀液装载量0.5~1dm2/L。复合化学镀时,为确保镀层中共析的Si C微粒均匀分布,镀层的性能稳定,低磷镀液中的Si C应为稳定的分散悬浮液。所以,复合化学镀首先研究Si C粉体的分散稳定性,利用超声波分散和高剪切分散等物理方法分散超微(粒径1~300nm)Si C粉体。研究结果为:超声波方法分散,其超声频率50k Hz,时间60min的Si C粒度分布在0.2~0.8μm之间,效果最佳;高剪切方法分散,其高剪切转速4500r/min,时间30min的Si C粒度50nm~100nm之间,效果最佳。两种物理分散方法,高剪切分散粒度满足复合镀使用要求,所以选用高剪切分散超微Si C粉体。通过利用SEM、激光共聚焦、显微硬度、摩擦磨损等对镀层性能的检测及对比分析,确定复合化学镀镍的工艺。其镀液配方为:低磷镀液添加1g/L Si C(1~300nm)、试验条件:施镀温度85±2℃,p H=7.0±0.2,搅拌速度:15r/min,镀液装载量0.5~1dm2/L。镀态复合镀层硬度750HV,镀后400℃热处理硬度1230HV。