اعمال و ارزیابی خواص پوشش های کامپوزیتی الکترولس ni-p-cr3c2-nicr بر روی پایه ی فولاد زنگ نزن به روش هیبریدی ذوب و انجماد

الکترولس نیکل یکی از راه های دستیابی به پوشش بروی سطوح مختلف فلزی و غیر فلزی است. پوشش های الکترولس در چند دهه اخیر به دلیل خصوصیات منحصر به فرد نظیر سختی و مقاومت به سایش بالا، قابلیت تحمل دمای بالای 800 درجه سانتی گراد، یکنواختی ضخامت نهایی پوشش، سهولت در پوشش دهی و قیمت مناسب مورد توجه قرار گرفته است. آلیاژهای ni-p به عنوان پوشش محافظ در مقابل خوردگی از اولین کاربرد های صنعتی این نوع از پوشش دهی می باشد. رسوب دهی ذرات سرامیکی ریز به-همراه زمینه الکترولس ni-p جهت دستیابی به یک پوشش کامپوزیتی یکنواخت یک پیشرفت کلیدی در این عرصه از تحقیقات است. پوشش های کامپوزیتی با توجه به دارا بودن مجموعه ای از خواص ویژه در زمینه فلزی مثل مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش و کارایی در دمای بالا و همچنین خواص ذرات جامد فاز دوم مانند سختی بالا، روانکاری به سرعت جای خود را در صنعت پوشش دهی باز کرده است. پودر کاربید کروم به عنوان فازتقویت کننده در پوشش، سختی بالایی دارد و حضور آن در پوشش باعث افزایش سختی کل پوشش می شود. به علاوه پودر کاربید کروم مورد استفاده در این پژوهش دارای پوشش نیکل-کروم در اطراف خود می باشد که باعث افزایش چسبندگی پودر کاربید کروم به زمینه نیکل فسفر خواهد شد. برای اینکار ذرات کاربید کروم به صورت معلق درون حمام الکترولس قرار داده و روی آن پوشش نیکل فسفر داده شد. سپس پودر برروی زیرلایه فولاد زنگ نزن توزیع شد و مجموعه داخل کوره تا دمای 1050 درجه سانتی گراد حرارت داده شد تا پوشش نیکل-فسفر پیرامون ذرات ذوب و سپس درون آب کوئنچ شد. آنالیزها نشان داد حجم پوشش پیرامون ذرات به قدری نیست که سطح زیرلایه را به طور کامل بپوشاند و تخلخل بالایی در ساختار به جود آمد. برای جبران کمبود پوشش ni-p، شرایط حمام را ناپایدار کرده تا پوشش ni-p به تنهایی رسوب کند. رسوبات ni-p به دست آمده از حمام الکترولس را به تنهایی و هم با پودر کاربید کروم برروی زیرلایه با استفاده از روش ذوب-انجماد پوشش داده شد. نمونه ها تحت سیکل عملیات حرارتی 600 درجه سانتی گراد و مدت 1یک ساعت قرار داده شد. همچنین پوشش ها با استفاده از مطالعات میکروسکوپی نوری، میکروسختی سنجی، پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به آنالیز(eds) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پوشش نیکل فسفر منجمد شده بروی زیرلایه فولاد زنگ نزن بدون انجام عملیات حرارتی سختی حدود 1000 ویکرز دارد که نسبت به سختی پوشش در روش الکترولس حدود 20 درصد بالاتر است. دلیل افزایش سختی، حصول ساختار کریستالی ni3p در فرآیند انجماد است. سختی پوشش حاوی ذرات کاربید کروم نسبت به نمونه بدون ذرات تقویت کننده حدود 200 ویکرز بالاتر بود. عملیات حرارتی پوشش باعث تشکیل فاز(ni5p2) در زمینه وکروی شدن دندریت های سوزنی شکل نیکل اولیه در پوشش شد و سختی پوشش به دلیل رشد دانه های نیکل و کاهش فاز سخت ni3p کاهشی حدود 30 درصد نسبت به حالت قبل از عملیات حرارتی داشت.