تاثير عمليات حرارتي بر رفتار تريبولوژيكي پوشش الكترولس دولايه كامپوزيتي و نانوكريستاليNi-P/Ni-B-BN

Effect of heat treatment on the tribological properties of double- layer electroless Ni-P/Ni-B-Bn nanocrystalline composite coating

در اين تحقيق به بررسي تاثير عمليات حرارتي بر سختي و مقاومت به سايش پوشش الكترولس دولايه كامپوزيتي Ni-P/Ni-B-BN پرداخته شده است. به اين منظور، ابتدا پوشش الكترولس نيكل– فسفر با ضخامت 15 ميكرون و سپس پوشش الكترولس Ni-B-BN با ضخامت 10 ميكرون بر روي سطح نمونه هايي از جنس فولاد Ck45 اعمال شد. نقش لايه الكترولس نيكل- فسفر ايجاد شده در پوشش دولايه توسط آزمون پلاريزاسيون تافل بررسي شد. نمونه هاي پوشش داده شده تحت عمليات حرارتي به مدت يك ساعت در دماهاي 300، 400 و 500 درجه سانتي گراد قرار گرفتند. تاثير عمليات حرارتي بر مرفولوژي، تغييرات ساختاري و رفتار سايشي پوشش ها با انجام آزمون هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي، تفرق اشعه ايكس و نيز آزمايش سايش پين بر روي ديسك در دماي محيط مورد بررسي قرار گرفت. همچنين سختي پوشش‌هاي حاصل در دو حالت پيش و پس از عمليات حرارتي توسط دستگاه ريزسختي‌سنج ويكرز اندازه‌گيري و اثر دماي عمليات حرارتي بر سختي پوشش‌ها مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمون پلاريزاسيون تافل نشان داد كه حضور لايه الكترولس نيكل- فسفر باعث بهبود مقاومت به خوردگي پوشش دولايه شده است. نتايج حاصل از SEM نشان داد كه مورفولوژي پوشش ايجاد شده به صورت گل‌كلمي شكل است. آزمون پراش پرتو ايكس نشان دهنده كريستاليزاسيون پوشش و رسوب فاز سخت بوريد نيكل (Ni3B) در زمينه نيكلي بود. نتايج آزمون سايش پين روي ديسك نشان داد كه عمليات حرارتي در دماي 400 درجه سانتي-گراد سبب كاهش ضريب اصطكاك شده است. هم چنين عمليات حرارتي در دماي مذكور باعث ايجاد ساختار نانو كريستالي شده و بنابراين سختي و مقاومت به سايش پوشش به دليل تغيير ساختار از آمورف به كريستالي و ايجاد فاز سخت Ni3B افزايش مي يابد.

In this study the effect of heat treatment on the hardness and wear resistance of electroless Ni-P/Ni-B-BN composite Coating was evaluated. Firstly electroless Ni-P Coating layer, with a thickness of 15 microns, and electroless Ni-B-BN coating, with a thickness of 10 microns, on the surface of Ck45 steel samples were deposited, respectively. Samples heat treated at 300, 400 and 500 °C were studied. The effects of heat treatment on the morphology, microstructure and wear behavior of coatings were investigated by means of scanning electron microscopy, X-ray diffraction and pin on disk wear test at ambient temperature. The hardness of the coatings in two states before and after heat treatment were measured by micro Vickers hardness tester and the effect of heat treatment temperature on the hardness of coatings was evaluated.The results of SEM examination showed that the morphology of semi-amorphous structure cauliflower was formed. The X-ray diffraction test revealed that the hard-phase crystallization and deposition of nickel borides (Ni3B) in the nickel. The typical heat treatment at 400° C, had the highest hardness. Pin on disc wear test results prevailed that heat treatment at 400° C reduced the friction coefficient. The heat treatment at 400°C led to a nanocrystalline structure, therefore, the hardness and wear resistance of the amorphous to the crystalline structure and the change in coverage due to the hard phase Ni3B increased.