Enhanced surface properties of iron by in situ hard nickel coating Translated title: Verbesserte Oberflächeneigenschaften von Eisen durch harte in-situ Nickelbeschichtung

Abstract

In the current study, hard facing nickel alloy powders were coated in situ on pure iron by uniaxial hot pressing under vacuum atmosphere to improve its hardness and wear properties. The nickel alloy powders were placed onto the iron powders within a graphite die and then sintered at 1000 °C under 40 MPa for 10 minutes. Hardness and wear properties were studied by using a Vickers hardness tester and a ball-on-disk tribometer, respectively. The wear rates of the samples were evaluated using a sliding velocity of 0.13 m × s ⁻¹ under normal loads of 20, 30, 40 and 50 N at room temperature. The interface layer between the nickel layer and pure iron substrate was also evaluated by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The results showed that sintered samples exhibited strong bonding at the interface. The hardness and wear properties of the materials increased effectively after nickel coating.

Kurzfassung

In der diesem Beitrag zugrunde liegenden Studie wurde reines Eisen in-situ mit Nickelpulver aufgepanzert, und zwar durch uniaxiales Heißpressen unter Vakuum, um seine Härte und Verschleißeigenschaften zu verbessern. Unterschiedliche Nickelpulver wurden auf Eisenpulver in einer Graphitpressform aufgebracht und anschließend bei 1000 °C unter 40 MPa für 10 Minuten gesintert. Es wurden die Härte und die Verschleißeigenschaften mittels eines Vickers-Härteprüfgerätes und einem entsprechenden Kugel-Scheibe-Tribometer geprüft. Die Verschleißraten der Proben wurden bei einer Schleifgeschwindigkeit von 0,13 m × s ⁻¹ unter Normalkräften von 20, 30, 40 und 50 N bei Raumtemperatur ermittelt. Die Grenzschicht zwischen der Nickelbeschichtung und dem Substrat aus reinem Eisen wurde außerdem mittels REM und EDS untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die gesinterten Proben eine feste Bindung an der Grenzfläche aufwiesen. Die Härte und die Verschleißeigenschaften der Materialien nahmen durch die Nickelbeschichtung signifikant zu.