تأثير pH آبكاري بر ميكرو ساختار و خواص مكانيكي پوشش كامپوزيتي Ni-P-TiO2 ايجاد شده بر روي فولاد AISI 430

Influence of pH of Electroplating on Microstructure and Mechanical Properties of Ni-P-Tio2 Composite Coating Fabricated on AISI 430 Steel

يكي از بهترين روش­هاي مؤثر براي بهبود مقاومت به سايش و سختي فولادهاي زنگ نزن اعمال پوشش­هاي سطحي است. از جمله اين پوشش­ها، پوشش­هاي آلياژي و كامپوزيتي پايه نيكل هستند. در اين تحقيق، پوشش كامپوزيتي نيكل- فسفر- اكسيدتيتانيوم با استفاده از روش آبكاري الكتريكي بر روي فولاد زنگ نزن AISI 430 ايجاد شد. تأثير pH آبكاري (3، 5/3 و 4) بر روي ميكروساختار و ميكروسختي و رفتار سايشي آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تعيين فازهاي موجود و محاسبه اندازه دانه، از روش آناليز پرتو ايكس (XRD) استفاده شد. مشخصه­يابي پوشش به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) صورت پذيرفت. ميكروسختي نمونه‌هاي بدون پوشش و پوشش‌دار توسط دستگاه ريزسختي سنج ويكرز اندازه‌گيري شد. همچنين مقاومت سايشي نمونه­هاي بدون پوشش و پوشش داده شده با كامپوزيت نيكل- فسفر- اكسيدتيتانيوم با استفاده از آزمون پين بر روي ديسك بررسي شد. نتايج آناليز پرتو ايكس نشان داد كه افزايش pH باعث افزايش اندازه دانه ­ها مي‌شود. همچنين نتايج آزمون ميكروسختي و پين بر روي ديسك نشان داد افزايش pH موجب كاهش ميكروسختي و مقاومت سايشي مي‌شود. بيشترين سختي (18/618 ويكرز) مربوط به پوشش ايجاد شده در 3pH=، با غلظت gr/L 40TiO2= بود. همچنين بيشترين مقاومت به سايش و كمترين كاهش وزن ( mg0/15) نيز مربوط به همين پوشش بود.

One of the best ways to improve the abrasion resistance and toughness of stainless steels is to apply surface coatings. Among these coatings are nickel base alloy and composite coatings. In this research, nickel-phosphorus-titanium oxide coatings were developed using electrical plating technique and the effect of pH (3, 3.5 and 4) on microstructure and their wear and tear behavior were studied. In this research, nickel phosphorus-titanium oxide coating was deposited onto the AISI 430 steel using electrical plating technique and the effect of TiO2 particles concentration on microstructure and wear behavior was studied. X-ray analysis (XRD) was used to determine the available phases and calculate grain size. Characterization of the coating was performed using SEM (Scanning Electron Microscopy). The michardness was measured by Vickers microhardness device. To test the abrasion resistance of the phosphorus-titanium oxide coated and uncoated samples, a pin on the disk test was used. The results of X-ray analysis showed that the increase of pH causes the increase of grain size. Also the results of microhardness and pin on disk tests showed the increase of pH causes decrease of microhardness and abrasion resistance. The highest hardness (618.18 Vickers) was related to the coating created at pH =3 and TiO2 =40 gr / L. The highest wear resistance and lowest weight loss (0.15 mg) were also observed in the same coating.