Zn—Fe—P合金共沉积行为研究

采用H3PO3作为磷源制备Zn－Fe－P合金镀层，发现Zn－Fe－P合金镀层中Fe、P含量存在着同步效应。采用循环伏安法研究了合金镀液中Fe^2＋和H3PO3的阴极电化学行为，发现镀液中的Fe^2＋和H3PO3彼此促进了对方的还原反应，并从量子化学的角度对镀层中Fe、P含理的这种同步效应进行了初步的理论探讨。结果表明，由于铁的4S轨道半径小于锌的4S轨道半径，从而导致了铁的4S空价轨道与磷的3P空价轨道的重叠积分SFe－p大于锌的4S空价轨道与磷的3P空价轨道的重叠积分SZn－p，于是产生了镀层中Fe、P含量的同步效应。研究还表明，铁族金属中Co、Ni与P的相作用关系类似于Fe与P的相到作用关系。     

Fe-Ni-MoS2复合镀层摩擦磨损性能的研究

本文对优化规范下镀取的Fe—Ni—MoS2复合镀层进行了组织分析和摩擦磨损性能的研究。绪果表明：Fe—Ni合金镀层中弥散分布着6．41％重量的MoS2微粒后．其摩擦系数和磨损率明显下降，镀层的摩擦学性能得到改善。     

Ni—P—金刚石化学复合镀层与钢基的扩散

本文采用金相观察、能谱分析、X射线衍射分析等手段,着重研究了在中碳钢衬底上施镀的Ni-P－金刚石复合镀层经中、低温热处理后,镀层与衬底间的扩散问题。结果表明,镀件经200－800℃,各1h的热处理后,镀层与衬底间发生Fe、Ni元素的相互扩散,Fe元素在镀态时即有扩散现象,而P的扩散很弱,经600℃,1h热处理后,由于扩散的影响,镀层内Ni元素呈梯度分布;镀件经800℃,1h热处理后并空冷,扩散层中主要形成了γ（Ni,Fe）相。     

镍对热镀锌耐蚀性的影响

对Q235和Q345两种材料表面热浸镀纯Zn和Zn－Ni合金，研究Ni对热镀锌耐蚀性的影响。采用中性盐雾试验对镀层耐蚀性测试，将纯Zn镀层和Zn-Ni合金镀层进行对比，并用电子天平称量试样重量变化。结果表明Zn－Ni合金镀层比纯Zn镀层更耐腐蚀。     

铸铁电刷镀 Ni-P 和 Ni 镀层性能研究

目的研究利用电刷镀技术对铸铁表面进行刷镀修复。方法在铸铁表面电刷镀Ni和Ni-P两种镀层,观察镀层的表面形貌,分析镀层的物相组成,检测镀层结合力、耐磨性及耐蚀性等性能。结果在铸铁表面获得了结合紧密且晶粒大小均匀、致密的Ni-P刷镀层。Ni刷镀层较Ni-P刷镀层晶粒细小,具有较多孔洞,结构疏松。在相同刷镀时间下,Ni-P刷镀层厚度约为0.1 mm,是Ni刷镀层的2倍;与基体的结合力为85 N,而Ni刷镀层结合力为48 N。Ni-P和Ni刷镀层均主要由Ni,Fe10.8Ni和Fe Ni3组成,并含有少量的铜。Ni-P刷镀层的磨损质量和磨损体积最小,具有更好的耐磨性能;Ni刷镀层由于较疏松,出现了较严重的粘着磨损和擦伤特征。Ni-P刷镀层的自腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,具有较好的耐腐蚀性能。结论通过电刷镀可对铸铁表面进行修复,提高其耐蚀和耐磨性能,其中Ni-P刷镀层的修复效果较好。     

Ni-W,Ni-Fe合金纳米晶涂层电沉积与性能研究

采用电沉积技术制备了Ni—W，Ni—Fe合金纳米晶，选择主盐浓度、电流密度、镀液pH值、温度等4个工艺参数进行正交试验，通过极差分析，探索了多因素对沉积速率的影响，并对Ni—W，Ni—Fe合金纳米晶镀层的组织结构和显微硬度进行评价。结果表明：通过控制主盐浓度和操作条件，可以获得不同成分的Ni—W，Ni—Fe合金纳米晶；主盐钨酸纳对于Ni—W合金沉积影响最大，而硫酸铁对Ni—Fe合金沉积影响极小；两种合金纳米晶镀层具有较高的硬度，且表面光亮，与基体结合牢固。     

电沉积法制备组分调制Zn - Ni合金多层镀层

研究了Zn－Ni合金镀液中主盐的组成、电镀工艺参数对Zn－Ni合金镀层中的含镍量及镀层性能的影响,结果表明,电流密度是影响Zn－Ni合金镀层中含镍量的主要因素.在电沉积过程中,利用计算机控制电流输出的电镀电源,通过调整施镀电流密度,制备出了由2种组成不同的Zn－Ni合金薄层交替叠加而形成的Zn－Ni合金多层镀层.SEM表面及断面显微分析结果表明：Zn－Ni合金多层镀层表面无缺陷,断面呈清晰的层状结构.      

一种抗高温磨损刷镀层的试验研究

本文对我们研制的Ni—P合金刷镀层进行了X—射线结构分析，扫描电镜及能谱分析，还进行了再强化特性的研究，认为该Ni—P合金刷镀层在室温至300℃之间为非品态合金，在300℃—400℃之间晶化，400℃时将析出(Fe、Ni)3P相，形成Ni基体分布(Fe、Ni)P第二相的组织，获得了良好的硬化效果。     

Ni-Cu-P/MoS_2固体润滑刷镀层的相及织构分析

Ni－Cu－P／MoS2团体润滑复合刷镀层具有良好的耐磨减摩性能，为探明其摩擦学性能良好的原因。本又对该镀层的相结构及其织构现象进行了X光衍射分析。结果表明镀层镀态时有亚稳间隙相拆出，且MoS2呈现（001）面织构，这些均有利于Ni-Cu－P／MoS2镀层的摩擦学性能。     

摩擦喷射纳米Al2O3/Ni复合镀层的组织形貌及其性能研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3／Ni复合镀层，考察了该镀层的表面和断面形貌，并对镀层性能进行了测试分析。研究表明，摩擦喷射纳米Al2O3／Ni复合镀层表面较为平整，镀层与基体结合紧密。一次性镀覆厚度达到1．40mm，远高于电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层（0．35mm），镀层硬度达到650HV。在试验条件下，该镀层的耐磨性是摩擦喷射Ni镀层的1．44倍，是纳米Al2O3／Ni刷镀层的1．15倍，摩擦因数也低于摩擦喷射Ni镀层和电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层。     

TC4钛合金微弧氧化-SiC复合膜的膜层结构及摩擦磨损行为

目的通过微弧氧化共沉积工艺,获得摩擦磨损性能优良的微弧氧化-SiC复合膜。方法在硅酸钠-六偏磷酸钠-钨酸钠-多聚磷酸钠体系的微弧氧化电解液中加入2.0 g/L SiC微粒,以直流脉冲模式制备TC4钛合金微弧氧化-SiC复合膜。利用KH-7700型三维视频显微镜、XRD、SEM,对复合膜的表面、截面微观形貌和结构进行了观察分析,采用CFT-1型显微磨损试验仪检测了其在室温干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果 SiC复合膜层中的微孔数量明显少于不含SiC相的氧化膜层,复合膜表面分布着SiC相、金红石、锐钛矿TiO_2相、Al2Ti O5相以及非晶态的P、Si、W化合物。在干摩擦磨损条件下,微弧氧化-SiC复合膜的摩擦系数为0.26,比磨损率为0.72×10~(-6) mm~3/(N·m),微弧氧化-SiC复合膜只发生轻微的粘着磨损和磨粒磨损。结论得到了摩擦磨损性能优良的复合膜,复合膜中的SiC新相改变了氧化膜的表面形貌,降低了复合膜的摩擦系数和磨损率。     

Dry Sliding Wear Behaviour of Al2O3-Cr2O3 Coatings with Different Contents of Cr2O3EI北大核心CSCD

Cr₂O₃对 Al₂O₃-Cr₂O₃复合涂层与高硬度陶瓷接触时的摩擦磨损行为及磨损机制的影响尚未揭示。采用大气等离子喷涂的方法制备 Cr₂O₃含量不同的 Al₂O₃-Cr₂O₃复合涂层以研究 Cr₂O₃的影响机制。试验结果表明：Cr₂O₃明显减少了涂层的微观孔隙;复合涂层中 α-Al₂O₃ / γ-Al₂O₃的相对含量比明显高于 Al₂O₃ 层中的 37%;Al₂O₃-40%Cr₂O₃涂层的硬度与 Al₂O₃涂层相比提高了 48%,断裂韧性是 Al₂O₃涂层的 2 倍多;当载荷为 5 N、10 N 和 15 N 时,Al₂O₃-40%Cr₂O₃复合涂层的摩擦因数最低,磨损率依次降低 60%、85% 和 79%。但是当载荷为 20 N 时,Al₂O₃-20%Cr₂O₃复合涂层的摩擦因数最低,磨损率降低了 50%。微观脆性断裂是涂层的主要磨损机制。复合涂层耐滑动磨损性能与 Cr₂O₃含量及磨损条件是密切相关的。微观结构、硬度、断裂韧性、导热系数等是影响 Al₂O₃-Cr₂O₃ 复合涂层耐磨损性能的重要因素。研究结果可为高耐磨性 Al₂O₃基涂层的设计和应用提供指导。     

纳米金刚石粒径对Ni-P化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响

为提高化学镀镀层的耐磨性和耐腐蚀性,采用化学镀制备含不同粒径的纳米金刚石Ni-P-D复合镀层,通过SEM、XRD、摩擦磨损试验、磨粒磨损试验和电化学试验,探究纳米金刚石粒径对Ni-P镀层微观形貌、力学性能、摩擦磨损性能、磨粒磨损性能和耐腐蚀性能的影响。经化学复合镀可以得到与基体结合良好,厚度约为30 μm,含纳米金刚石的Ni-P-D复合镀层;含50 nm 金刚石的Ni-P-D复合镀层的硬度最高,抗摩擦磨损和磨粒磨损性能最好;随着纳米金刚石粒径减小,Ni-P-D复合镀层的摩擦系数和抗腐蚀能力提高,含5 nm金刚石的Ni-P-D复合镀层的摩擦系数最小,抗腐蚀能力最强。      

20Cr2Ni4A钢表面WC增强铁基涂层耐磨性能的研究

目的 制备优异的耐磨性涂层用于机械零部件表面,可有效地提高其使用寿命,减少机械设备因磨损失效而带来的各类故障.方法 以20Cr2Ni4A合金钢为基体材料,利用激光熔覆技术,制备了铁基涂层和铁基/WC复合涂层.采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、HV-1000显微维氏硬度计,分别对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的相组成、组织形貌、显微硬度进行表征.利用HRS-2M型高速往复摩擦磨损试验机对铁基涂层和铁基/WC复合涂层的磨损性能进行研究,并分析其磨损机理.结果 两种涂层的显微硬度与基体相比改善较大,其中铁基/WC复合涂层改善最为明显,表面平均硬度值为610HV.以直径为6 mm的GCr15对磨球为摩擦副,铁基涂层的平均摩擦因数为0.53左右,磨损量为0.1432 mm3,而铁基/WC复合涂层的平均摩擦因数为0.36左右,磨损量为0.05935 mm3,与铁基涂层相比,20Cr2Ni4A合金钢表面结合铁基/WC复合涂层的硬度提高了17％左右,磨损量减小了58.6％,具有良好的耐磨损性能.结论 铁基/WC复合涂层因其表面存在W2C、WC、Fe3C等物相,能够均匀分布在铁基涂层上作为耐磨骨架,显著提高了涂层的硬度和耐磨性能.     

离焦量对MoS2改性Fe-Cr-Mo-Si合金涂层组织与性能的影响

采用激光熔覆技术在40Cr钢基材上制备了MoS₂改性的Fe-Cr-Mo-Si合金复合涂层,研究了离焦量对复合涂层的宏观形貌、微观组织、显微硬度及耐摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着离焦量的增大,复合涂层表面越光滑平整,复合涂层与基材间冶金结合越好;复合涂层上部为细小的等轴晶,中部为树枝晶,底部为垂直熔合线生长的柱状晶及平面晶,等轴晶晶粒尺寸随离焦量增大而减小;随着离焦量的增大,复合涂层硬度值随之增大,离焦量为2 mm时复合涂层上部显微硬度值最高,达696.1 HV0.5,约为基材(230.6 HV0.5)硬度的3倍;在相同磨损工况下,复合涂层平均摩擦因数及磨损量随离焦量增大而减小,在离焦量为2 mm时具有最小磨损量0.010 g,仅为Fe基涂层磨损量的21.7%;复合涂层磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,随着离焦量的增大,复合涂层表面磨损程度越小,耐磨性能越好。     

结晶器铜板表面耐磨纳米复合镀层的制备及性能

目的提高连铸坯质量,延长结晶器的服役时间,节约铜资源。方法采用纳米复合镀技术在结晶器铜板表面制备了Ni/Al_2O_3纳米复合镀层,并通过扫描电镜(SEM)观察了复合镀层表面形貌。采用单因素变量法研究了镀液中纳米Al_2O_3添加量、阴极电流密度及镀液温度等对纳米复合镀层显微硬度的影响。对结晶器铜板表面的纯Ni镀层和纳米复合镀层进行了摩擦磨损实验。结果在结晶器铜板表面制备出了高硬度、耐磨损的纳米复合镀层。随着镀液中纳米颗粒添加量的增加,镀层的硬度先升高后降低,且当纳米颗粒添加量为40 g/L时,复合镀层的显微硬度达到最大值384HV。因镀液中纳米颗粒的存在,随着电流密度和镀液温度的变化,纳米复合镀层的硬度变化不大。在相同的摩擦磨损条件下,纳米复合镀层和纯Ni镀层的摩擦系数分别约为0.41和0.7,纳米复合镀层的磨损量约为纯Ni镀层的1/2。结论在Ni基镀层中加入纳米Al_2O_3材料,能显著地提高复合镀层的硬度、耐磨损性能。     

含MoS2的超音速喷涂WC-10Co-4Cr复合涂层摩擦性能研究

利用超音速火焰喷涂方法,以WC-10Co-4Cr为基体,添加MoS2以制备WC- 10Co-4Cr/MoS2自润滑复合涂层;对比分析了添加不同含量MoS2涂层的微观组织结构和物相;重点进行了摩擦磨损试验,研究润滑相MoS2对超音速喷涂WC涂层摩擦学特性的影响机理.研究结果表明:引入的MoS2一少部分转化成新态,其余则进入WC涂层空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到润滑作用,并有效地降低了摩擦因数,使摩擦磨损过程中温升降低,有效减少热损伤,提高了涂层的耐磨性能;WC-10Co-4Cr/MoS2复合涂层具有很好的自润滑性,w(MoS2)15％时WC-10Co-4Cr/MoS2复合涂层的摩擦磨损性能最佳.     

Effects of solid lubricants on friction and wear behaviors of the phenolic coating under different friction conditions

The phenolic coating filled with micro-MoS₂ or micro-graphite was prepared by spraying the coating precursors. The friction and wear behaviors of the unfilled and filled phenolic composite coating sliding against the steel ring were evaluated on an MHK-500 friction and wear tester under dry friction and under water lubrication conditions. The worn surfaces of the unfilled and filled phenolic coating and the transfer films formed on the surface of the steel ring were investigated using a scanning electron microscope (SEM) and an optical microscope (OM), respectively. FTIR analysis was performed to detect the chemical changes of the composite coating under different lubrication conditions. It was found that addition of graphite was effective in enhancing the wear life of the phenolic coating. Especially, the anti-wear ability of the phenolic coating was best when the content of graphite is 10 wt.%. However, the MoS₂ as filler was harmful to the friction and wear behaviors of the phenolic coating. The character of the fillers varied with the types of the solid lubricants and the transfer films of varied features formed on the counterpart steel ring, largely accounted for the different friction and wear behaviors of the unfilled and filled phenolic composite coating. Compared with under dry sliding, the phenolic composite coating filled with 10 wt.% MoS₂ or 10 wt.% graphite had lower friction coefficients and lower wear life under water lubrication. Since water hindered the formation of transferred films, and might penetrate and corrode the filler-matrix interface, the anti-wear ability of the phenolic composite coating reinforced with MoS₂ or graphite deteriorated under water lubrication.     

TC4钛合金微弧氧化Cr2O3复合膜的结构及摩擦磨损性能

在硅酸钠-六偏磷酸钠体系中添加1.5g/LCr2O3微粒,采用直流脉冲模式在TC4钛合金表面制备了微弧氧化Cr2O3复合膜;利用SEM、EDS、XRD对复合膜的微观形貌和结构进行观察分析,并研究了其在室温干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明:复合膜的表层孔隙中填满了微小的Cr2O3颗粒,表面只能看到少量微孔;膜层中除了金红石及锐钛矿TiO2相、Al2TiO5相外,还出现了大量的Cr2O3相,且包含了一些非晶态的P、Si化合物。在相同的摩擦磨损条件下,微弧氧化Cr2O3复合膜的摩擦系数更小、磨损量更低、耐磨性也更好。在10N载荷下,复合膜只发生轻微的粘着磨损,几乎未发生磨粒磨损;在50N载荷下,复合膜的磨粒磨损有所加剧,且出现了第二相粒子流失。Cr2O3颗粒主要通过对微弧氧化膜孔隙的填充作用、载荷转移作用及弥散强化作用,来降低复合膜的摩擦系数和表面磨损量,提高其耐磨性。     

摩擦喷射复合电沉积MoS2/Ni镀层结构与性能研究

利用摩擦喷射复合电沉积工艺在钢基材料上制备MoS2/Ni减摩复合镀层,观测分析了镀层形貌结构,并对其性能进行测试.研究表明,MoS2加入到镍镀层后,能显著改善镀层摩擦学性能,相同测试条件下,摩擦因数为同工艺纯镍镀层的1/4,磨损失重也仅为纯镍镀层的13 %.复合镀层磨损形式为磨粒磨损,除了有个别较浅、较窄磨痕之外,磨损表面较为光滑,没有出现粘着现象.