ايجاد پوشش كامپوزيتي نيكل- بور-كاربيد تنگستن نانوكريستالي به روش الكترولس و بررسي خواص تريبولوژيكي آن

Fabrication of crystalline Ni-B-WC composite coating by electroless method and its tribological characterization

در اين تحقيق، پوشش كامپوزيتي نيكل- بور- كاربيدتنگستن با استفاده از روش الكترولس ايجاد و تاثير عمليات حرارتي بر ساختار، سختي و رفتار سايشي آن بررسي شده است. به اين منظور، پوشش الكترولس نيكل- بور- كاربيدتنگستن با ضخامت 30 ميكرون روي سطح نمونه هايي از جنس فولاد Ck45 اعمال شد. جهت ارزيابي خواص پوشش ايجاد شده، پوشش الكترولس نيكل- بور با ضخامت يكسان ايجاد و با اين پوشش مقايسه شد. سپس برخي از نمونه هاي پوشش داده شده تحت عمليات حرارتي به مدت يك ساعت در دماي 400 درجه سانتي گراد قرار گرفتند. مشخصه‌يابي پوشش به كمك آناليز پراش پرتو ايكس و ميكروسكوپ الكتروني روبشي صورت پذيرفت. رفتار سايشي پوشش هاي حاصل توسط آزمون پين بر روي ديسك در دماي محيط و سختي آن هاتوسط دستگاه ريزسختي‌سنج ويكرز اندازه‌گيري شد. نتايج آزمون ها نشان دادكه ذرات كاربيد تنگستن توانسته اند به خوبي در زمينه Ni-B جاي بگيرند و به صورت همگن در پوشش توزيع شوند. اضافه كردن ذرات كاربيد تنگستنبه پوشش الكترولس نيكل- بور، باعث افزايش سختي و مقاومت به سايش پوشش گرديد. هم چنين عمليات حرارتي در دماي 400 درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت باعث ايجاد ساختار نانوكريستالي شده و بنابراين سختي و مقاومت به سايش پوشش به دليل تغيير ساختار از آمورف به كريستالي و ايجاد فاز سخت Ni3B افزايش مي يابد. پوشش الكترولس كامپوزيتي Ni-B-WC عمليات حرارتي شده در دماي 400 درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت، بالاترين سختي و مقاومت به سايش را داشت.

In the current investigation a Ni-B-WC composite coating was fabricated through electroless method and the effects of heat treatment on microstructure, hardness and tribological properties was studied. In this regard, electroless Ni-B-WC coating of 30 µm thickness was applied on the surface of Ck45 steel. Following that, the coated samples went through heat treatment for 1 h at 400 ?C. X-ray diffraction and scanning electron microscopy were utilized in order to characterize the coating. Tribological behavior and hardness of the samples were studied by means of pin on disk and Vickers microhardness measurement device. The results revealed that the addition of WC particles leads to grain refinement and consequent microhardness elevation. Moreover, heat treatment resulted in nanocrystalline structure, therefore, hardness and wear resistance of the coating improved due to transformation on amorphous phase to crystalline structure and production of Ni3B phase.