汽车活塞环表面电镀Ni-SiC复合镀层

２０１５年５月　电镀与环保　第３５卷第３期（总第２０３期）　・２９・　汽车活塞环表面电镀Ｎｉ—ＳｉＣ复合镀层　Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｎｉ—ＳｉＣ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｃｏａｔｉｎｇ　ｏｎ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｐｉｓｔｏｎ　Ｒｉｎｇ　Ｓｕｒｆａｃｅ　孟繁营　（德州职业技术学院，山东德州２５３０３４）　ＭＥＮＧ　Ｆａｎ—ｙｉｎｇ　（Ｄｅｚｈｏｕ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｄｅｚｈｏｕ　２５３０３４，Ｃｈｉｎａ）　摘要：　因所处的工作环境较严酷而造成的异常磨损，已经成为汽车活塞环的主要失效形式。为了　增强活塞环的耐磨性进而延长其使用寿命，在其表面电镀Ｎｉ—ＳｉＣ复合镀层。结果表明：电镀活塞　环表面较平整，显微结构致密；磨损失重量仅为５．８　ｍｇ，比未镀活塞环的降低近３３　，表现出较好　的耐磨性；并且经适度热处理后，耐磨性有所增强。复合镀层起到表面改性作用，是电镀活塞环耐　磨性增强的主要原因所在。　关键词：　汽车活塞环；Ｎｉ—ＳｉＣ复合镀层；磨损；硬度；耐磨性　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｂｎｏｒｍａｌ　ｗｅａｒ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｓｅｖｅｒｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｍｏｄｅ　ｏｆ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ．　Ｅ１ｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ　ｏｆ　Ｎｉ—ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｏｎ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｉｔｓ　ａｂｒａｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｅｘｔｅｎｄ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｉｆｅ．Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｉｎｇ　ｓｍｏｏｔｈ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｃｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｗｅａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ｌｏｓｓ　ｗａｓ　５．８　ｍｇ，ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｕｎｐｌａｔｅｄ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　３３　，ｗｈｉｃｈ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅｄ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ　ｈａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ａｂｒａｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｌａｙｅｄ　ａ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｒｏｌｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｂｒａｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｔｏ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ　ｍａｔｒｉｘ　ｗａｓ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｂｒａｓｉｖｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｐｉｓｔｏｎ　ｒｉｎｇ；Ｎｉ—ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｃｏａｔｉｎｇ；ａｂｒａｓｉｏｎ；ｈａｒｄｎｅｓｓ；ａｂｒａｓｉｖｅ　中图分类号：ＴＱ　１５３　文献标志码：Ａ　文章编号：１０００—４７４２（２０１５）０３—００２９—０３　０　前言　因所处环境改变而造成的异常磨损，已成为零部　件的主要失效形式ｌ】　］。失效会导致零部件尺寸精度　降低。据统计，每年因零部件磨损失效而造成的损失　巨大。巨额的损失使得磨损问题受到普遍关注，关于　磨损失效机制和磨损失效防护的研究也随之展开。　镀前，依次进行表面打磨、化学除油、酸洗活化、电净　和清洗处理。镀液组成为：氨基磺酸镍５００　ｇ／Ｌ，硼　酸６Ｏ　ｇ／Ｌ，氯化镍１０　ｇ／Ｌ，氯化铵１０　ｇ／Ｌ。弥散相　微粒选择ＳｉＣ（粒径约为２　ｍ），添加量为１５　ｇ／Ｌ。　电镀过程中，先加载较低的电流密度在活塞环表面　预镀纯镍薄层，随后再增加电流密度至预设数值，并　保持稳定，目的是获得与活塞环基体紧密结合的复　磨损零部件修复包括电镀、激光熔覆和喷涂等。　相比较而言，电镀技术的成本更低、可控性更好，并　且无需依赖于复杂的系统，因而更为经济、高效。本　合镀层。电镀后，将表面电镀Ｎｉ—ＳｉＣ复合镀层的活　塞环（简称电镀活塞环）置于丙酮溶剂中清洁，烘干　后进行测试分析。　１．２测试分析　文选取磨损失效的汽车活塞环作为对象，采用电镀　技术对其进行修复。　依照《金属基体上的金属覆盖层、电沉积层和化　学沉积层附着强度试验方法的评述》，采用锉刀试验　实验　１．１　电镀过程　法定性测试复合镀层与活塞环基体的结合强度。　采用ＮｏＶＡ　ＮＡＮＯＳＥＭ　４５０型扫描电镜观察　电镀活塞环的表面形貌与显微结构。采用ＩＮＣＡ　选取球墨铸铁材质的汽车活塞环进行实验。电