论文总字数：17791字

摘 要

在304不锈钢片基体上电镀Ni-P作为钎料，将不锈钢与20钢钎焊结合在一起，研究电镀Ni-P时的镀液配方及电镀参数对焊接接头剪切强度的影响。根据研究所需设计了一组四因素三水平的正交实验。钎焊工艺参数为：1000℃，保温10min。实验结果表明，四因素对实验结果影响大小次序为：次磷酸钠gt;硫酸镍gt;温度gt;电流密度；采取下面配方时，最终得到的结合强度最高：硫酸镍280g/L，次磷酸钠5g/L，温度为60℃，电流密度1A/dm²。经计算，最终剪切强度为192MPa。

关键词：304不锈钢 碳钢 电镀Ni-P 钎焊 剪切强度

Stainless steel Electroplating Ni-P and its study on Brazing

Abstract

Ni-P alloy was electroplated on 304 stainless steel sheet substrate as brazing between 304 stainless steel and 20 steel.The effect of electroplating solution formula and electroplating parameters on shear strength of welded joints was studied.Orthogonal experiment with four factors and three levels was designed according to the experiment required.The brazing process parameters:1000℃,holding 10 min.Experiment results show that,influence size order of four factors on the result of the experiment:Sodium hypophosphitegt;Nickel sulfategt;Temperaturegt;Current density.When take the formula of Sodium hypophosphite 5g/L,Nickel sulfate 280g/L,1000℃ Temperature,1.5A/dm² Current density,the shear strength reaches 192MPa.

Key Words: 304 Stainless steel;20 Steel;Plating Ni-P;Brazing;Shear strength

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 文 献 综 述 1

1.1 引言 1

1.2 不锈钢简介 1

1.3 电镀 2

1.3.1 电镀简介 2

1.3.2 电镀基本原理 3

1.3.3 电镀基本工序 3

1.4 钎焊 4

1.4.1 钎焊简介 4

1.4.2 钎焊原理及其影响因素 4

1.4.3 钎焊的分类 5

1.5 不锈钢电镀镍磷 6

1.5.1 简介 6

1.5.2 镀液中各成分的作用 6

1.5.3 电镀条件对镀层的影响 7

1.5.4 镀层的焊接性能 9

1.6 总结及展望 9

第二章 实验部分 10

2.1 实验药剂及仪器 10

2.1.1 实验仪器及规格 10

2.1.2 实验药品 10

2.1.3 实验母材 10

2.2 实验内容 11

2.2.1 电镀 11

2.2.2 钎焊 12

2.2.3 接头剪切强度 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 正交试验结果 14

3.2 钎焊层成分分析 16

3.3 焊接接头截面金相分析 16

3.4 焊接接头截面组织硬度分析 17

第四章 结论与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 文 献 综 述

1.1 引言

双金属复合材料是由两种或两种以上的金属材料利用各自的性能优势进行分层组合而形成的一类新型材料^[1]。当今世界，随着科技的高速发展，以节能、节省资源为出发点，对制造业提出了更高要求，不断向制品轻量化、高性能化发展。因此，对基础材料的要求也随之多样化、高级化，传统的单组元金属材料或受自然资源局限，或因综合性能不足，难以满足制造业的发展要求，不锈钢/钢、铝(合金)/钢、钛合金/钢等层状金属复合板正是在上述背景下产生的^[2-8]，它们综合了不同材料组元的性能优势和价格差异，如不锈钢/钢、钛/钢复合板具有基层材料强度高、塑性好，而复层材料耐蚀、耐热等优点。作为整体不锈钢的替代材料，不锈钢/碳钢复合板成本一般在纯不锈钢板的一半以下，而薄复层钛/碳钢、镍/碳钢复合板的价格仅为纯钛板和纯镍板的1/5～1/10。若能大规模使用层状金属复合材料，不仅能降低设备制造成本，而且能节约大量稀贵金属资源，这对我们这个铬、镍、钛资源缺乏的国家来说，无疑具有重大的经济和社会意义。

目前，双金属复合已经应用到航空、船舶、汽车、高速列车、建筑、日用产品以及医疗卫生等领域^[9,10]。例如，在航空领域，飞机的结构件和蒙皮必须是强度高、重量轻、耐腐蚀、抗疲劳的金属，如包铝的7079/T6，由于其重量轻、可靠性好和抗腐蚀，在飞机蒙皮上已经得到了应用。在造船领域，包铝的钢复合板的应用广泛，重量轻、耐腐蚀的铝提高了抗腐蚀性能并且减轻了重量，而钢则加强船体并使之稳定，在汽车、高速列车制造领域，日本、美国等发达国家利用不锈钢的强度和美观外表以及铝的防电腐蚀性能将不锈钢复铝板制作成汽车、高速列车的装饰件、车身材料、热交换零件等。如果汽车的钢铁件采用不锈钢/铝(合金)复合材料，可以减轻汽车重量的15%，因此大量使用不锈钢/铝复合材料，对于交通工具轻量化的发展有着重大的作用。

1.2 不锈钢简介

不锈钢是指一些在空气、水、盐水、酸、碱等腐蚀性介质中具有高的化学稳

定性的钢。GB/T20878-2007定义为：以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10.5%（质量分数，下同），碳含量最大不超过1.2%的钢。有时把仅能抵抗大气，水等介质腐蚀的钢叫做不锈钢，而把在酸、碱等介质中具有抗腐蚀能力的钢称为耐酸钢。能抵抗大气、水等介质腐蚀的不锈钢不一定耐酸，而耐酸钢肯定能抵抗大气、水等介质的腐蚀的，习惯上都称为不锈钢^[11]。

不锈钢的分类：按其不同组织可分为五大类：

请支付后下载全文，论文总字数：17791字