تاثير غلظت نانو ذرات كاربيد تنگستن بر هم رسوبي و رفتار سايشي پوشش نانو كامپوزيتي Ni-WC

The effect of WC concentration on co-deposition and wear behaviour of Ni-WC nanocomposite coatings

در اين پژوهش، پوشش نانو كامپوزيتي نيكل- كاربيد تنگستن تحت جريان پالسي از طريق حمام واتس بر روي زير لايه فولادي رسوب الكتريكي داده شد. پوشش در چگالي جريان هاي 2 الي 6 آمپر بر دسي متر مربع و غلظت هاي مختلف نانو ذرات كاربيد تنگستن (10 تا 40 گرم بر ليتر) در دماي ثابت 50 درجه سانتيگراد ايجاد شد و تاثير چگالي جريان و غلظت ذرات بر هم رسوبي نانو ذرات كاربيد تنگستن و غلظت ذرات كاربيد تنگستن بر صفحات مرجح، ريز سختي و رفتار سايشي مورد بررسي قرار گرفت. ريز ساختار پوشش توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي، صفحات مرجح پوشش توسط آزمون پراش اشعه ايكس، ريز سختي توسط دستگاه ريز سختي سنج ويكرز و رفتار سايشي پوشش توسط ازمون پين بر روي ديسكت مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه كمترين ضريب (0/43) در غلظت 20 گرم بر ليتر از نانو ذرات كاربيد تنگستن به دست مي آيد. افزايش غلظت نانو ذرات از 20 به 40 گرم بر ليتر منجر به افزايش ضريب اصطكاك و تغيير مكانيزم سايش از سايش ساينده به چسبنده مي شود. در غلظت 30 گرم بر ليتر از كاربيد تنگستن، بيشترين ريز سختي (540 ويكرز)، هم رسوبي و شدت پيك صفحه (111) به دست مي آيد.

In this study, Ni composites incorporated with WC particles of nano-sized were electrodeposited on steel substrate. Ni Watts type bath was used to electrodeposit nickel-nano WC composite coating with different current density (2-6 A/dm2) and WC content in the plating solution (10-40 g/l). The effects of WC content in the plating bath on the surface morphology, the amount of embedded nano-WC particles, micro hardness and wear behaviour of coatings were investigated. Scanning electron microscope, energy dispersive X-ray analysis and Xray diffraction studies were used to characterize the coatings. Also, Pin-on-disc tribo tester was employed to study the wear and friction behaviour of the Ni–WC nanocomposite coatings. The results represented that nanocomposite coatings prepared from bath containing 20 g/l WC exhibited lowest friction coefficient (0.43). Increasing WC concentration from 20 g/l to 40 g/l led to change in wear mechanism from abrasive wear to adhesive wear. The coating prepared from bath containing 30 g/l WC has a highest microhardness, co-deposition and (111) peak intensity.