بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، تاثیر عملیات حرارتی بر سختی و مقاومت به سایش پوشش هیبریدی Ni-P-B4C-PTFE تولید شده به روش الکترولس مورد بررسی قرار گرفت است. پوششهای Ni-P، Ni-P-PTFE، Ni-P-B4C و Ni-P-B4C-PTFE بر روی نمونههای آلومینیومی گروه هوایی، ایجاد شد. ذرات کاربید بور به ازای 4 گرم بر لیتر و سوسپانسون PTFE به ازای 10 گرم بر لیتر به حمام الکترولس با درصد فسفر متوسط اضافه شد. در ابتدا سختی نمونه ها محاسبه و سپس به منظور تعیین مقاومت به سایش و ضریب اصطکاک از دستگاه پین روی دیسک استفاده شد. به منظور بررسی تأثیر عملیات حرارتی، سختی، مقاومت سایشی و ضریب اصطکاک نمونهها قبل و بعد از عملیات حرارتی در شرایط بارگذاری یکسان مورد آزمایش قرار گرفت.
در نهایت نتایج چهار نوع مقاومت به سایش میشود. همچنین پوشش کامپوزیتی Ni-P-PTFE کمترین ضریب اصطکاک و پوشش کامپوزیتی Ni-P-B4C بیشترین سختی و پوشش هیبریدی Ni-P-B4C-PTFE بهترین مقاومت به سایش را از خود نشان دادند.
مقدمه
استفاده از فناوری سطح جهت ارتقای خواص سطحی و همچنین محافظت از سطح قطعات در کاربردهای مختلف اجتنابناپذیر است. اعمال پوشش روی سطح قطعات از مهمترین روشهای بهبود خواص سطحی و حفظ سطح قطعات در برابر آسیبهای مختلف مانند سایش و خوردگی است. به عنوان مثال به کارگیری نمونههای آلومینیومی بدون ایجاد پوشش باعث تشدید خوردگی آن قطعه خواهد شد.
در پوشش دهی الکترولس، از منبع جریان خارجی استفاده نشده و رسوب، نتیجه احیای یون فلزی به اتم فلزی در حضور عوامل احیا کننده است. به دلیل مزایایی چون ایجاد لایه یکنواخت، عدم نیاز به تجهیزات الکتریکی جهت آبکاری و عدم محدودیت در حجم سیستم، پوشش دهی الکترولس اهمیت خاص صنعتی پیدا کرده است .[2] امروزه آبکاری الکترولس Ni-P کاربردهای متنوعی را در صنایع مختلف از جمله صنایع الکتریکی و الکترونیک، نفت، گاز و هوا و فضا به خود اختصاص داده است .
اما جدیدترین پیشرفت در زمینه پوشش الکترولس Ni-P رسوب دهی همزمان ذرات جامد در طول پوششدهی است که بسته به نوع ذره، می تواند ذرات سخت و یا ذرات نرم باشد .[4] ذرات سختی نظیر SiC، Al2O3 و B4C جهت افزایش سختی و مقاومت به سایش پوشش استفاده می شود و ذرات نرمی چون PTFE، MoS2 و گرافیت به عنوان روانکار خشک با قرار گرفتن در پوشش الکترولس Ni-P موجب کاهش ضریب اصطکاک و افزایش روانکاری پوشش میگردند
کاربید بور، یک سرامیک خاکستری رنگ متمایل به سیاه است که به عنوان مادهی ساینده بسیار سخت با ریز سختی حدود 3000 kg/mm3 بعد از الماس با سختی 9000 kg/mm3 و BN مکعبی با سختی 4400 kg/mm3 قرار میگیرد. سختی در دمای بالای کاربید بور از الماس و BN مکعبی بیشتر است. از دیگر خواص استراتژیک کاربید بور مسئله جذب نوترونی بالای آن بوده که این خصیصه همراه با دیرگدازی بالا سبب کاربرد وسیع آن در ساخت تأسیسات هستهای شده است
ابراهیمیان و همکاران سختی پوشش Ni-P-B4C به ازای مقادیر مختلف ذارات کاربید بور با اندازه متوسط 10 میکرون را مورد بررسی قرار دادند. با افزایش ذرات کاربید بور به مقدار 8 گرم بر لیتر بیشترین سختی - حدود 1300 ویکرز - گزارش شده است .[15] عراقی و همکاران مقاومت به سایش پوشش Ni-P-B4C روی زیر لایه منیزیم به ازای 2 گرم بر لیتر با اندازه متوسط 2 میکرون در مقایسه با منیزیم مورد مطالعه قرار داده اند
معمولا روانکارهای جامد در محلی مورد استفاده قرار می گیرند که روانکار مایع نتواند استفاده شود. این موارد شامل دمای بالا، دمای شدیدا پایین یا خلا بالا می باشد .[18] تنها پلیمری که به صورت پوشش بر روی مواد سخت به طور وسیع به عنوان یک روانکار به کار میرود PTFE می باشد. این ذرات به خاطر خواصی نظیر خاصیت روانکاری مناسب، عدم قابلیت حل شوندگی در اکثر حلال ها، پایداری شیمیایی مناسب و ضریب اصطکاک پایین نسبت به بقیه پلیمرها -به خاطر انرژی سطحی کمتر- به عنوان روانکار جامد ترجیح داده می شود. این روانکارها بین سطوح در حال لغزش، لایه ای را فراهم می کنند که استحکام برشی کمتری نسبت به دو سطح دارد و یا ممکن است در برخی موارد سطوح را کاملا از هم جدا نگه دارند
