การชุบเคลือบด้วยไฟฟ้าของโลหะผสมนิกเกิลทังสเตนแบบหลายชั้นที่สลับส่วนประกอบทางเคมีบนเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 430

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสมบัติเชิงกลของชั้นเคลือบแบบหลายชั้นของโลหะผสมนิกเกิลทังสเตนผลึกนาโน (nanocrystalline Ni-W) ที่มีการสลับส่วนประกอบทางเคมีโดยวิธีการชุบไฟฟ้า โดยการควบคุมกระแส reverse pulse ในรูปแบบสัญญาณที่ได้กำหนดไว้ก่อนหน้า ทำการชุบเคลือบในระบบอ่างชุบเดี่ยวที่มี nickel sulfate hexahydrate และ sodium tungstate dihydrate เป็นแหล่งของโลหะ ส่วนประกอบทางเคมี ขนาดเกรน ตลอดจนความหนาของชั้นเคลือบย่อยในการชุบไฟฟ้าแบบหลายชั้นที่มีการสลับส่วนประกอบทางเคมีของโลหะผสมนิกเกิลทังสเตนสามารถที่จะออกแบบได้ โครงสร้างที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดและอุปกรณ์วิเคราะห์ธาตุเชิงพลังงานแสดงให้เห็นถึงโครงสร้างแบบหลายชั้นตามที่ได้มีการออกแบบไว้ ผลของค่าความแข็งผิวของชั้นเคลือบแบบหลายชั้นที่มีความหนาของชั้นเคลือบย่อยในระดับนาโนแสดงให้เห็นถึงความแข็งผิวที่เพิ่มขึ้น 31 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกับค่าความแข็งผิวที่ได้จากกฎการผสมของชั้นเคลือบเดี่ยวที่นำมาสลับ นอกจากนี้การศึกษาการสึกหรอโดยเทคนิค ball-on-disc และโครงสร้างภายหลังการสึกหรอแสดงให้เห็นถึงความต้านทานการสึกหรอและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานได้รับอิทธิพลมาจากส่วนประกอบทางเคมีและความหนาของชั้นเคลือบย่อย การลดลงของความหนาชั้นเคลือบย่อยส่งผลให้ความต้านทานการสึกหรอและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีค่าเพิ่มขึ้น จากงานวิจัยนี้ทำให้ทราบว่าชั้นเคลือบแบบหลายชั้นที่มีการสลับส่วนประกอบทางเคมีของวัสดุนิกเกิลทังสเตนที่มีความหนาชั้นเคลือบย่อยในระดับนาโนเมตรสามารถช่วยลดปริมาณการใช้ธาตุทังสเตนได้ 37 เปอร์เซ็นต์ และยังสามารถคงสมบัติด้านความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ ให้อยู่ในระดับเดียวกับชั้นเคลือบโลหะผสมที่มีปริมาณทังสเตนสูง