石墨烯添加量对Ni基-石墨烯复合镀层性能的影响

刘健健^1,2，朱诚意^1,2，李光强^1,2，陈鹏举^1,2

1. 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室2. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室

摘 要：为提高连铸结晶器的表面性能,以NiSO₄·6H₂O为主盐,用电镀的方法在炼钢连铸结晶器铜板上制备了Ni基-石墨烯复合镀层。利用场发射扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、摩擦磨损试验机等分析手段,研究了镀液中石墨烯浓度对复合镀层组织、成分、形貌、厚度、相结构、硬度及耐磨性的影响,分析了复合强化机理。结果表明:Ni基-石墨烯复合镀层中C含量随着石墨烯添加量的增加而增加,石墨烯在镀层表面及截面上的分布较均匀;镀层的平均摩擦系数随石墨烯添加量的增加而减小,显微硬度显著提高;当镀液中石墨烯浓度为120 mg/L时,镀层的平均显微硬度为1 142 HV_1N,摩擦系数为0.548,耐磨性优于目前生产上的常规Ni-Co合金镀层,可以有效地保证铸坯质量和提高结晶器使用寿命。

关键词：连铸结晶器;Ni基-石墨烯复合镀层;耐磨性;