CAD鍍膜轉速對銅合金化延性鑄鐵披覆CrZrN/EN複合膜特性之影響

Effect of CAD Rotation Rate of CrZrN/EN Duplex Coatings on Characteristics of Copper Alloyed Ductile Iron

龔書齊(Shu-Chi Kung)

指導教授 ： 許正勳

大同大學/工程學院/材料工程學系所/碩士(2011年)

摘要

本研究主要是以複合式表面製程來處理含1wt%銅之延性鑄鐵，即先利用無電鍍鎳(EN)作為中介層，接著再以不同鍍膜轉速(1~4rpm)之陰極電弧沉積(CAD)製程披覆(Cr,Zr)N多層膜，然後進一步觀察並探討鍍膜轉速對銅合金化延性鑄鐵披覆(Cr,Zr)N/EN複合鍍膜之磨耗及腐蝕行為之影響。
經鍍膜處理之試片利用SEM、XRD及TEM分析鍍膜形態及結構，並利用奈米壓痕試驗、殘留應力量測、磨耗試驗、極化腐蝕試驗及浸漬腐蝕試驗來探討膜層的性質，以瞭解此合金化延性鑄鐵經鍍膜前後之磨耗及腐蝕行為。由實驗結果顯示EN為非晶質結構且(Cr,Zr)N 為F.C.C結構之CrN/ZrN多層膜形態；延性鑄鐵經單一EN或(Cr,Zr)N 鍍膜試片在耐蝕及耐磨耗性的改善有限，然而以2rpm轉速所披覆的EN/(Cr,Zr)N 複合鍍膜不但可獲得最佳的鍍膜附著性(HF1)，而且可明顯地改善延性鑄鐵在3.5wt%NaCl及10vol%H2SO4的耐蝕性，同時可降低摩擦係數由0.80至0.38。

關鍵字

銅合金化延性鑄鐵 ； 無電鍍鎳 ； CrN/ZrN多層膜 ； 耐蝕性 ； 摩擦係數

並列摘要

This study utilized electroless nickel (EN) and cathodic arc deposition (CAD) technologies to treat the 1wt% Cu alloyed ductile iron substrates. First, EN was used as an interlayer, and then (Cr,Zr)N coatings were deposited by using a CAD method. Farther, the effect of rotation rate for CrZrN/EN duplex coatings on wear and corrosion behavior was investigated.
　　Coating morphology and structure were analyzed by using SEM, XRD, and TEM. Moreover nanoindention test, residual stress measurement, wear test, polarization test, and immersion test were all performed for understanding coating properties. The results showed that EN is an amorphous structure while the (Cr,Zr)N film is a multilayer type with a F.C.C structure. Ductile iron after the monolithic EN or/and CAD-(Cr,Zr)N multilayered treatments have better wear resistance and corrosion resistance as compared to uncoated one. In particular, the condition of EN/(Cr,Zr)N duplex coatings at 2rpm could not only increase the adhesion, but also evidently improve corrosion resistance in 3.5wt%NaCl and in 10vol%H2SO4, respectively. Simultaneously, the friction coefficient has reduced from 0.80 to 0.38.

並列關鍵字

Copper Alloyed Ductile Iron ； Electroless Nickel ； CrN/ZrN Multilayer ； Corrosion Resistance ； Friction Coefficients

參考文獻

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