تأثیر غلظت نانو الماس روی رفتار سایشی پوشش‌های کامپوزیتی نیکل-بور-نانو الماس
محورهای موضوعی : سنتز مواد
سید صابر میرحسینی
1
(دانشکده مهندسی مواد و متالورژی- دانشگاه صنعتی امیرکبیر- تهران)
فرزاد محبوبی
2
(1- دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران)
کلید واژه: کامپوزیت, سایش, الکترولس, نانو الماس, نیکل-بور,
چکیده مقاله :
از مهمترین عملیات تکمیلی که معمولاً به‌عنوان فرآیند نهایی به هنگام تولید یک قطعه انجام میشود، اصلاح خواص سطحی با عملیات مهندسی سطح است. تعداد بسیاری از فلزات را می‌توان به روش الکترولس پوشش دهی کرد. پوشش‌های الکترولس نیکل-بور به دلیل قیمت ارزان و قابلیت پوشش‌دهی یکنواخت، کاربرد بسیار گسترده‌ای در صنعت یافته است. در این مقاله، پوشش الکترولس نیکل-بور-نانو الماس با غلظت‌های مختلف نانو الماس روی فولاد AISI 4140 لایه نشانی شد و خواص ساختاری و رفتار سایشی آن مورد بررسی قرار گرفت. خواص ساختاری پوشش‌ها به کمک آزمون‌های پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون سختی سنجی بررسی شد. همچنین ضریب اصطکاک و خواص سایشی نمونه‌ها به کمک آزمون پین روی دیسک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد با افزایش غلظت نانو الماس ساختار پوشش از حالت آمورف به حالت شبه بلوری تغییر می‌یابد. علاوه بر این، تصاویر میکروسکوپ الکترونی و نتایج حاصل از آزمون سختی سنجی نشان می‌دهد که اضافه کردن نانو الماس به حمام الکترولس سبب افزایش سختی می‌گردد. اضافه کردن نانو الماس تا غلظت g/L 5/0 باعث بهبود مقاومت سایشی و کاهش ضریب اصطکاک شد. بااین‌وجود افزایش غلظت نانو الماس تا g/L 1 به دلیل آگلومره شدن نانو الماس‌ها سبب افزایش نرخ سایش ویژه پوشش شد.
One of the most important finishing operations that is usually performed as the final process when producing a part is the modification of surface properties with surface engineering operations. Many metals can be coated by the electroless-coating method. Electroless nickel-boron coatings have been widely used in the industry due to their cheap price and uniform coating capability. In this article, nickel-boron-nanodiamond electroless coating with different concentrations of nanodiamond was applied on AISI 4140 steel, and its structural properties and wear behavior were investigated. The structural properties of the coatings were investigated with the help of X-ray diffraction tests, scanning electron microscopy, and hardness test. Also, the friction coefficient and wear properties of the samples were studied using the pin-on-disc test. The results show that with the increase in nanodiamond concentration, the structure of the coating changes from amorphous to semi-crystalline. In addition, the electron microscope images and the hardness test results show that adding nanodiamonds to the electroless bath increases the hardness. Adding nanodiamonds to a concentration of 0.5 g/L improved the wear resistance and reduced the friction coefficient. However, increasing the concentration of nanodiamonds up to 1 g/L due to the agglomeration of nanodiamonds caused an increase in the specific wear rate of the coating.
_||_