بررسي تاثير تركيب حمام آبكاري بر سختي پوشش نيكل- بور الكترولس

Investigating the Effect of Bath Composition on the Hardness of Electroless Ni-B Coatings

در سال‌هاي اخير پوشش نيكل-بور الكترولس به‌عنوان پوششي مقاوم به سايش و داراي ميكروسختي بالا توجه خاصي را به‌خود جلب كرده‌است. در تحقيق حاضر اثر غلظت اتيلن‌دي‌آمين، محلول آمونياك و محلول پايداركننده حاوي سرب روي ميكروسختي پوشش نيكل-بور الكترولس در شرايط عمليات‌حرارتي‌شده با به‌كارگيري طرح عاملي دوسطحي با سه‌نقطه مركزي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه غلظت اتيلن‌دي‌آمين روي ميكروسختي پوشش اثري نداشته، اما به پايداري بيشتر حمام آبكاري در حضور آمونياك منجر شده است. محلول پايداركننده مهم‌ترين عامل در افزايش ميكروسختي پوشش نيكل-بور الكترولسِ مورد بررسي بود. همچنين اثر متقابل آمونياك و محلول پايداركننده در افزايش ميكروسختي پوشش قابل توجه است. بالاترين ميكروسختي به‌دست آمده براي پوشش HV 1358 بود كه در حضور بيشينه مقدار محلول آمونياك و پايداركننده در حمام آبكاري به‌دست آمد. تصوير SEM از سطح پوشش بيانگر ساختاري قلوه‌سنگي است. همچنين الگوي پراش اشعه ايكس نشان داد كه ساختار پوشش عمليات حرارتي‌شده داراي ابعاد نانومتري و متشكل از ذرات B3Ni، B2Ni و به احتمال زياد ذرات نيكل بلورين است.

In recent years, electroless Ni-B coatings have attracted much attention because of their wear-resistance and having high hardness. In the present research, using a two-level factorial design with three center points, the effect of ethylenediamine, ammonia and stabilizer solutions concentration on microhardness of the coatings in heat-treated condition was studied. The results showed that ethylenediamine concentration had no effect on the microhardness, but it made the electroless plating solution more stabilized. The stabilizer solution had the highest main-effect in increasing the microhardness. Also the interaction between ammonia and stabilizer solutions was significant. The maximum achieved microhardness for the coatings was 1358 HV which had been achieved when the ethylenediamine and ammonia concentrations were at their highest level. Scanning electron microscopy revealed that the microstructure was granular. Also the X-Ray diffraction analysis showed that the microstructure of the coating is nano-scaled and consisted of Ni 3B, Ni2B and probably crystalline Ni grains.