不同电沉积方式对Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层的影响

【作者】 李恒征； 康敏； 张银； 牛晓飞；

【机构】 南京农业大学工学院； 宿州学院机电学院； 江苏省智能化农业装备重点实验室；

【摘要】 通过机械搅拌辅助电沉积和喷射电沉积的方式在45钢表面制备Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层,利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜、显微硬度计和电化学工作站对所得镀层的表面显微结构、显微硬度和耐腐蚀性能进行了表征。SEM照片表明,机械搅拌辅助电沉积制备的Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层表面沉积有较大的孢状晶体,晶体之间存在明显边界且尺寸一致性较差。在大的孢状晶体上又有较小的边界清晰的孢状晶体产生,镀层表面质量不高。此外,机械搅拌辅助电沉积所得镀层的表面还存在较多的BN(h)纳米团,纳米团簇现象较明显。与机械搅拌辅助电沉积所得镀层相比,采用喷射电沉积制备工艺在工件表面获得的Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层晶粒结构致密,尺寸细小均匀,无明显气孔等缺陷。镀层表面无明显BN(h)纳米团,纳米颗粒团簇现象较低,具有较好的表面质量。显微硬度计测试表明,在负载50g、加载时间15s的测试条件下,机械搅拌辅助电沉积方法所得的镀层显微硬度为681.5HV,喷射电沉积方法所得的镀层显微硬度为709.3HV。相比于45钢基体显微硬度值246.2HV,表面电沉积有Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层后,工件的显微硬度获得了大幅提升,且喷射电沉积所制备的镀层显微硬度比机械搅拌辅助电沉积的显微硬度更高。在浓度为5g/L的NaCl盐溶液的腐蚀实验中,腐蚀过程的极化曲线显示,机械搅拌辅助电沉积方式制备的Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层的腐蚀电流密度为0.00015A/cm~2,开路电位为-0.23V,喷射电沉积方式制备的Ni-Co-BN(h)复合镀层的腐蚀电流密度为0.0001A/cm~2,开路电位为-0.20V。喷射电沉积所获的镀层开路电位升高,电流密度更低,表明喷射电沉积的方法能增强镀层的的腐蚀阻力,减少镀层表面电子得失,降低镀层腐蚀速率,提高镀层的抗腐蚀能力。Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层腐蚀过程的Nyquist曲线显示,喷射电沉积所制备的Ni-Co-BN(h)纳米复合镀层容抗半径最大,耐腐蚀性能最强,机械搅拌辅助电沉积所得镀层容抗圆弧半径较小,45钢基体的容抗半径最小,进一步证明了采用喷射电沉积的制备方法可提升工件的耐腐蚀性能。更多还原