热处理对20CrMnTi钢复合刷镀层性能的影响

20CrMnTi是一种应用广泛、用量很大的合金结构钢，主要用于制造机械设备中的齿轮轴、齿轮和齿圈，滑动轴承支撑的主轴、蜗杆和牙嵌离合器等。该钢属于本质细晶粒钢，通常情况下具有良好的渗碳淬火性能，渗碳后可直接淬火。但是发现个别20CrMnTi制造的轴的轴径处出现剥落和磨损。如果通过电刷镀的方法，在20CrMnTi基体上制备Ni-P-SiC复合镀层并进行适当的热处理，会对出现剥落和磨损的表面进行修复。

复合刷镀工艺流程为：预处理→水洗→电净→水洗→活化→水洗→刷镀过渡层→水洗→刷镀工作层→水洗。工作参数为：电净采用TGY-2电净液，工件接负极，电压10～13V；活化采用THY-1活化液，电压8～12V，工件接正极，时间30～60s；用特殊镍刷镀过渡层0.5～1μm；刷镀工作层，镀笔接正极，工作电压12～14V，工件相对镀笔的运动速度12～15m/min。将刷镀好的试样进行不同温度(200、300、400和500℃)保温lh，出炉空冷的热处理。

结果发现，采用电刷镀技术在20CrMnTi合金结构钢表面制备Ni-P-SiC复合镀层，200℃热处理时所得到的Ni-P-SiC复合镀层具有非晶态的微观结构，磷无规则，过饱和地固溶于晶格中。300℃热处理时，刷镀层中已经出现晶体结构，晶化过程已经开始，析出Ni3P和Ni固溶体。经400℃热处理，刷镀层结构已由非晶态的微观结构完全转变为高度弥散的Ni3P或Ni-P化合物的Ni微晶相，在400℃左右热处理时，Ni-P-SiC复合刷镀层的晶化过程已基本结束，回火温度继续升高，晶粒聚集长大，镀层中存在的主要相是Ni晶体、金属间化合物Ni3P和SiC晶体颗粒。随热处理温度的升高，镀层的硬度增加，在400℃时达到最大值(990HV)，随后又随热处理温度的升高而逐渐下降。