20CrMnTi是一種應(yīng)用廣泛、用量很大的合金結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造機(jī)械設(shè)備中的齒輪軸、齒輪和齒圈，滑動(dòng)軸承支撐的主軸、蝸桿和牙嵌離合器等。該鋼屬于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，通常情況下具有良好的滲碳淬火性能，滲碳后可直接淬火。但是發(fā)現(xiàn)個(gè)別20CrMnTi制造的軸的軸徑處出現(xiàn)剝落和磨損。如果通過(guò)電刷鍍的方法，在20CrMnTi基體上制備Ni-P-SiC復(fù)合鍍層并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚瑫?huì)對(duì)出現(xiàn)剝落和磨損的表面進(jìn)行修復(fù)。
復(fù)合刷鍍工藝流程為：預(yù)處理→水洗→電凈→水洗→活化→水洗→刷鍍過(guò)渡層→水洗→刷鍍工作層→水洗。工作參數(shù)為：電凈采用TGY-2電凈液，工件接負(fù)極，電壓10～13V；活化采用THY-1活化液，電壓8～12V，工件接正極，時(shí)間30～60s；用特殊鎳刷鍍過(guò)渡層0.5～1μm；刷鍍工作層，鍍筆接正極，工作電壓12～14V，工件相對(duì)鍍筆的運(yùn)動(dòng)速度12～15m/min。將刷鍍好的試樣進(jìn)行不同溫度(200、300、400和500℃)保溫lh，出爐空冷的熱處理。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用電刷鍍技術(shù)在20CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼表面制備Ni-P-SiC復(fù)合鍍層，200℃熱處理時(shí)所得到的Ni-P-SiC復(fù)合鍍層具有非晶態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)，磷無(wú)規(guī)則，過(guò)飽和地固溶于晶格中。300℃熱處理時(shí)，刷鍍層中已經(jīng)出現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)，晶化過(guò)程已經(jīng)開始，析出Ni3P和Ni固溶體。經(jīng)400℃熱處理，刷鍍層結(jié)構(gòu)已由非晶態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)完全轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨葟浬⒌腘i3P或Ni-P化合物的Ni微晶相，在400℃左右熱處理時(shí)，Ni-P-SiC復(fù)合刷鍍層的晶化過(guò)程已基本結(jié)束，回火溫度繼續(xù)升高，晶粒聚集長(zhǎng)大，鍍層中存在的主要相是Ni晶體、金屬間化合物Ni3P和SiC晶體顆粒。隨熱處理溫度的升高，鍍層的硬度增加，在400℃時(shí)達(dá)到最大值(990HV)，隨后又隨熱處理溫度的升高而逐漸下降。