تأثیرعملیات حرارتی و توزیع نانو ذرات کاربید بور بر مقاومت به خوردگی و سایش پوشش الکترولس دولایه Ni-P/Ni-B-B4C

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 9، دوره 9، شماره 3، آذر 1394، صفحه 107-115   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

محسن رضاقلی زاده^{* 1}؛ اعظم حیذری¹؛ احمد ساعتچی²

¹دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

²دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

در این تحقیق به بررسی تأثیر عملیات حرارتی بر ­روی مقاومت به سایش پوشش الکترولس دولایه کامپوزیتی Ni-P/Ni-B-B₄C پرداخته شده­است. به این منظور، ابتدا پوشش الکترولس نیکل– فسفر با ضخامت 15 میکرون و سپس پوشش الکترولس Ni-B-B₄C با ضخامت مشابه ­روی سطح نمونه­هایی از جنس فولاد Ck45 اعمال شد. جهت ارزیابی خواص پوشش دولایه Ni-P/Ni-B-B₄C، پوشش های دولایه نیکل-فسفر/ نیکل- بور با ضخامت یکسان و تک لایه نیکل- بور با ضخامت30 میکرون ایجاد و با این پوشش مقایسه شدند.  نقش لایه الکترولس نیکل- فسفر ایجاد شده در پوشش دولایه توسط آزمون پلاریزاسیون تافل بررسی شد. نمونه­های پوشش داده شده تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمای 400 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. تأثیر عملیات حرارتی بر مرفولوژی، تغییرات ساختاری و رفتار سایشی پوشش­ها با انجام آزمون­های میکروسکوپ الکترونی روبشی، تفرق­ اشعه ­ایکس و نیز آزمون سایش پین بر­روی دیسک در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون ها  نشان داد که حضور لایه الکترولس نیکل- فسفر و توزیع ذراتB₄C ¹در لایهNi-B  باعث بهبود مقاومت به خوردگی پوشش دولایه Ni-P/Ni-B-B₄C شده است. همچنین توزیع ذرات B₄C درلایه Ni-B و عملیات حرارتی که باعث تغییر ساختار پوشش از نیمه آمورف به نانوکریستالی و ایجاد فاز سخت Ni₃B شده است، مقاومت به سایش پوشش را افزایش داد. ایجاد پوشش الکترولس دولایه Ni-P/Ni-B-B₄C روی فولاد ساده کربنی Ck45 با توجه به بهبود همزمان مقاومت به سایش و خوردگی می­تواند کاربردهای این فولاد را گسترش دهد.

کلیدواژه‌ها

پوشش الکترولس؛ کاربید بور؛ عملیات حرارتی؛ خوردگی؛ مقاومت به سایش

مراجع

 

[1]     J. P. Ge, R. X. Che & X. Z. Wang, “Structure and properties of electrolessNi–P–B4C composite coatings”, Plat. Surf.Finish, Vol. 85, pp. 69–73, 1998.

 

[2]     R. Tenno, “Electroless Nickel Plating”, Finishing Publications LTD, Stevenage, Hertfordshire, England, 1991.

 

[3]     W. Riedel, “Electroless Nickel Plating”, ASM International, Metals Park, Ohio, USA, 1991.

 

[4]     G. O. Mallory, J. B. Hajdu, “Electroless Plating-Fundamentals and Applications”, reprint ed., AESF, New York, 2002.

 

[5]     M. Alishahi, S. M. Monirvaghefi, A. Saatchi & S. M. Hosseini, “The effect of carbon nanotubes on the corrosion and tribological behavior ofelectroless Ni–P–CNT composite coating”, Applied Surface Science, Vol. 258, pp. 2439– 2446, 2012.

 

[6]     M. Ebrahimian-Hosseinabadi, K. Azari-Dorcheh & S. M. Monirvaghefi, “Wear behavior of electroless Ni–P–B4C composite coatings”, Wear, Vol. 260, pp. 123–127, 2006.

[7]     C. K. Chen, H. M. Feng, H. C. Lin & M. H. Hon, “The effect of heat treatment on the microstructure of electroless Ni–B coatings ”, Thin Solid Films, Vol. 416, pp. 31–37, 2002.

 

[8]     Z. Abdel Hamid & H. B. Hassan, “Influence of deposition temperature and heat treatment on the performance ofelectroless Ni–B films”, Surface & Coatings Technology, Vol. 205, pp. 2348–2354, 2010.

 

[9]     ASM Internatonal Handbook: Alloy Phase Diagrams, 9ed, ASM International, Vol. 3, pp. 1216-1221, 1994.

 

[10] T. Biestek, “Electroless Nickel Coatings: Testing of Corrosion and Wear Resistance”, Galvanotechnic, Vol. 88, No. 5, pp. 1488-1494, 1997.