Isıl İşlemin Akımsız Ni-B Kaplamanın Mikro-Yapısına, Korozyon Direncine Ve Sertliğine Etkisi

Year 2009, Volume: 22 Issue: 2, 111 - 124, 31.12.2009

Mustafa Anık Erhan Köpre Bedri Baksan

Abstract

Yüksek bor içeren Ni-B kaplama daha önce optimize edilen banyoda elde edilmiş ve tasarlanan

ısıl işlemin (450°C de 1 saat) bu kaplamanın mikro-yapısına, korozyon direncine ve sertlik değerine etkisi

araştırılmıştır. Ni-B kaplamanın ısıl işlemsiz koşullarda büyük ölçüde amorf yapıya sahip olduğu

görülmüştür. Isıl işlem ile birlikte kaplama yapısında kristalleşme gerçekleşmiş ve beraberinde Ni3B ile

Ni2B fazları oluşmuştur. Uygulanan ısıl işlemin kaplamanın korozyon direncini düşürdüğü

gözlemlenmiştir. Korozyon direncindeki bu düşüş ısıl işlem ile amorf yapının bozulmasına ve yapısal

hataların ortaya çıkmasına bağlanmıştır. Isıl işlem kaplamanın sertlik değerini ise önemli ölçüde

arttırmıştır. Isıl işlemsiz koşullarda kaplamanın mikro-sertliği 704 VHN100 iken ısıl işlem ile mikro-sertlik

değeri 1100 VHN100 olmuştur. Gerçekleşen faz dönüşümü (Ni-B fazlarının oluşumu) kaplama

sertliğindeki artışın temel sebebi olarak görülmüştür. Ancak faz dönüşümüyle ortaya çıkan mikroçatlakların

katkısının da olabileceği düşünülmüştür.

Keywords

Akımsız Kaplama, Ni-B, Korozyon, Mikro-yapı, Sertlik, Elektrokimyasal Empedans

Effect Of Heat Treatment On The Micro-Structure, Corrosion Resistance And Hardness Of Electroless Ni-B Coating

Abstract

The electroless Ni-B coating with the high boron content was obtained in the previously

optimized bath and the effect of the designed heat treatment (at 450°C for 1 hr) on the coating microstructure,

corrosion resistance and hardness was investigated. It was observed that the Ni-B electroless

coating was mainly amorphous in the as-deposited condition. Upon heat treatment, the coating structure

crystallized along with the formation of Ni3B and Ni2B phases. After heat treatment the corrosion

resistance of the coating was observed to reduce. This reduction in the corrosion resistance was

attributed to the destruction of the amorphous structure and appearance of the structural defects. The

hardness of the coating increased significantly with the heat treatment. While the micro-hardness of the

as-deposited coating was 704 VHN100, that of the heat-treated coating was 1100 VHN100. The phase

transformation (the formation of Ni-B phases) was thought as the main reason for the improvement in the

hardness. Accompanied micro-crack formation, however, was also considered to have contribution to the

hardness improvement with the applied heat treatment.

Keywords

Electroless Coating, Ni-B, Corrosion, Micro-structure, Hardness, Electrochemical Impedance

References

• [1] G. O. Mallory and J. B. Hadju, “Electroless Plating: Fundamentals and Applications”, AESF, Orlando, 1991.
• [2] H. Z. Zhang, X. J. Zhang and Y. K. Zhang, “Structure and properties of electroless nickelboron alloy”, Plating Surf. Finish. Vol. 80, No.1, pp. 80-83, 1993.
• [3] D. Baudrand and J. Brengston, “Electroless plating processes: Developing technologies for electroless nickel, palladium, and gold”, Met. Finish. Vol. 93, No.9, pp. 55-57, 1995.
• [4] F. Delaunois and P. Lienard, “Heat treatments for electroless nickel–boron plating on aluminium alloys”, Surf. Coat. Technol. Vol.160, No.2-3, pp. 239-248, 2002.
• [5] K. H. Lee, D. Chang and S. C. Kwon, “Properties of electrodeposited nanocrystalline Ni–B alloy films”, Electrochim. Acta Vol. 50, No.23, pp. 4538-4543, 2005.
• [6] W. T. Evans and M. Schlesinger, “The effect of solution pH and heat treatment on the properties of electroless nickel boron films”, J. Electrochem. Soc. Vol. 141, No.1, pp. 78- 82, 1994.
• [7] T. S. N. S. Narayanan and S. K. Seshadri, “Formation and characterization of borohydride reduced electroless nickel deposits”, J. Alloy. Compd. Vol. 365, No.1-2, pp. 197-205, 2004.
• [8] C. T. Dervos, J. Novakovic and P. Vassiliou, “Vacuum heat treatment of electroless Ni–B coatings”, Mater. Lett. Vol. 58, No.5, pp. 619-623, 2004.
• [9] T. S. N. S. Narayanan, K. Krishnaveni and S. K. Seshadri, “Electroless Ni–P duplex coatings: preparation and evaluation of microhardness, wear and corrosion resistance”, Mater. Chem. Phys. Vol. 82, No.3, pp. 771-779, 2003.
• [10] K. Krishnaveni, T. S. N. S. Narayanan and S. K. Seshadri, “Electroless Ni–B coatings: preparation and evaluation of hardness and wear resistance”, Surf. Coat. Technol. Vol. 190, No.1, pp. 115-121, 2005.
• [11] F. Delaunois, J. P. Petitjean, P. Lienard and M. Jacob-Duliere, “Autocatalytic electroless nickel-boron plating on light alloys”, Surf. Coat. Technol. Vol. 124, No.2-3, pp. 201-209, 2000.
• [12] M. Anık, E. Körpe and E. Şen, “Effect of coating bath composition on the properties of electroless nickel-boron films” Surf. Coat. Technol. Vol. 202, No.9, pp.1718-1727, 2008.
• [13] Mark E. Orazem and Bernard Tribollet, “Electrochemical impedance spectroscopy” ECS Series, Wiley, New Jersey, 2008.
• [14] M. Anık and E. Körpe, “Effect of alloy microstructure on electroless NiP deposition behavior on Alloy AZ91”, Surf. Coat. Technol. Vol. 201, No.8, pp. 4702-4710, 2007.
• [15] A. K. Sharma, M. R. Suresh, H. Bhojraj, H. Narayanamurthy and R. P. Sahu, “Electroless nickel plating on magnesium alloy”, Met. Finish. Vol. 96, No.3, pp. 10-16, 1998.