اعمال و ارزیابی خواص پوشش های کامپوزیتی ni-p-cr3c2-nicr بر روی پایه ی فولادی کم کربن

رسوب دهی الکترولس فلزات و آلیاژ ها کاربرد ها ی زیاد و متنوعی در صنایع مدرن امروزی نظیر تجیهزات و لوازم الکترونیکی، ساخت مواد مقاوم به سایش و خوردگی، تجهیزات پزشکی و باتری ها دارد. این روش به عنوان مکملی برای روش ها ی الکترو-شیمیایی محسوب گردیده و حتی در برخی موارد به عنوان جایگزینی برای روش ها ی شیمیایی برگزیده می شود. پوشش ها ی الکترولس در چند دهه ی اخیر به خاطر خصوصیات منحصر به فردی نظیر سختی و مقاومت سایشی بالا، قابلیت تحمل دما ها ی بالا در حدود 800 درجه سانتی گراد، پوشش دهی منافذ باریک و یکنواختی ضخامت نهایی پوشش یافته، سهولت در پوشش دهی و قیمت مناسب مورد توجه بوده اند. استفاده از پوشش ها ی الکتریکی و الکترولس در صنعت طی چند دهه گذشته، روند رو به توسعه داشته است. در این میان از دهه 1990 میلادی نسل جدیدی از این پوشش ها بوجود آمد که از هم رسوبی ذرات جامد با زمینه فلزی و کامپوزیتی نمودن پوشش شکل گرفته است. پوشش ها ی کامپوزیتی با توجه به دارا بودن مجموعه ای از خواص ویژه زمینه فلزی مانند مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش و کارآیی در دمای بالا و همچنین خواص ذرات جامد مورد استفاده اعم از سختی، روانکاری و غیره به سرعت جای خود را در صنعت باز کرده و کاربرد های صنعتی بسیار یافته اند. پودر کاربید کروم از سختی بالایی برخوردار بوده که می تواند سختی کل پوشش را بالا ببرد. از سویی پودر حاوی ذرات کاربید کروم و لایه ی نیکل کرومی به دور هسته ی کاربیدی چسبندگی ذرات پودر با زمینه ی نیکل-فسفری را بیش از پیش بالا می برد. به منظور ایجاد پوشش های کامپوزییتی، پودر cr3c2-nicr با درصد های متفاوت وارد حمام گردیده و در نتیجه ی آن پوشش های الکترولس کامپوزیتی با درصد ها ی حجمی مختلف از ذرات cr3c2-nicr ایجاد گردید. هدف اساسی از این تحقیق بررسی عوامل موثر بر ساختار، کیفیت سطحی و رفتار تریبولوژیکی پوشش ها ی کامپوزیتی ni-p- cr3c2-nicr می باشد. جهت تشکیل پوشش ها ی مورد نظر، ذرات cr3c2-nicr با فرایند الکترولس نیکل و به صورت معلق درون محلول الکترولس قرار گرفته و بر روی پایه ی فولادی پوشش داده شدند. شرایط بهینه پوشش دهی براساس سرعت رسوب دهی، یکنواختی توزیع ذرات در سطح پوشش و مقطع آن و کیفیت پوشش های نهایی تعیین گردید. برای به دست آوردن پوشش ها ی با درصد های متفاوت cr3c2-nicr از غلظت ها ی 1، 4، 8 و 11 گرم در لیتر ذرات ثانویه ی cr3c2-nicr در حمام استفاده شد که در نتیجه، پوشش ها ی الکترولس کامپوزیتی ni-p- cr3c2-nicr به ترتیب حاوی 13، 20، 26 و 34 درصد حجمی ذرات فاز دوم به دست آمد. پس از قرار دادن پوشش ها در سیکل ها ی متفاوت عملیات حرارتی، در نهایت سیکل عملیات حرارتی تحت اتمسفر آرگون در دمای oc 400 و به مدت 1 ساعت انتخاب گردید. همچنین پوشش ها ی تشکیل شده بر سطح نمونه ها ی فولادی با استفاده از مطالعات میکروسکوپی نوری، میکروسختی سنجی، پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به آنالیزور(edax) مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش ها، آزمایش های سایش با استفاده از دستگاه پین روی دیسک و در مقابل پین فولاد رولبرینگ (52100) انجام شد. آزمایش های سایش در شرایط خشک و تحت بار های 15، 30 و 50 نیوتن و با سرعت لغزش m/s 15/0 صورت گرفت. گفتنی است که در حین انجام آزمایش ها، نحوه تغییرات ضریب اصطکاک دایما اندازه گیری و توسط نرم افزار ترسیم گردید. جهت تشخیص مکانیزم غالب سایش، سطوح و خورده های سایش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات سایش نشان می دهد که پوشش ها ی الکترولس کامپوزیتی ni-p- cr3c2-nicr نسبت به پوشش الکترولس نیکل از سختی و مقاومت سایش بالاتری برخوردار بوده و پوشش ها ی الکترولس کامپوزیتی حاوی 26 درصد حجمی cr3c2-nicr عملیات حرارتی شده در دمایoc 400 به مدت 1 ساعت تحت اتمسفر گاز خنثی نسبت به سایر پوشش ها و همچنین پوشش الکترولس نیکل مقاومت سایشی بهتری از خود نشان داد.