耐磨复合镀层工艺的研究

研究利用经过改进的电刷镀技术研制具有层状结构的复合镀层,即多层复合镀层,探索了利用多种固体粒子(Cr2O3、SiC、ZrO、Al2O3等)构成多层复合镀层的可能性与工艺上的可行性.此外,还研究了多层复合镀层的组织、结构、显微硬度以及耐磨性等性能.文中研究的结果可应用于现场修复磨损的机械零件及其表面强化,因而具有实际应用前景.     

电刷镀镍基Al2O3复合镀层组织和性能的研究

应用复合电刷镀技术制备了含有Al2O3陶瓷颗粒的镍基复合镀层,对复合镀层表面形貌进行了研究,对镀层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试,并分析了Al2O3对镀层磨损性能的影响.结果表明,细小的Al2O3陶瓷颗粒复合镀层较快速单一镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性.     

Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺研究

采用正交设计法对Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺进行了优化。研究了镀液成分，工艺参数对复合镀层厚度，显微硬度，耐蚀性，耐磨性的影响，结果表明，Ni-P/Al2O3化学复合镀层的显微硬度，耐磨性优于Ni-P化学镀层的，弥散分布的Al2O3颗粒能显著减缓复合镀层在较高温度下的软化趋势。     

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。     

电压对电刷镀Co-Cr_3C_2复合镀层的影响

采用电刷镀在45钢表面制备了Co-Cr_3C_2复合镀层。镀液组成和工艺参数为:CoSO_4·7H_2O 430 g/L、Cr_3C_2450 g/L、H_3BO_330 g/L、NaCl 5 g/L、pH=4.0、温度25℃,电压10~28 V。研究了电压对Co-Cr_3C_2复合镀层的表面形貌、相结构、Cr_3C_2颗粒含量、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:随着电压的增大,该镀层的表面平整度不断改善,小于22 V时,Cr_3C_2颗粒的含量不断升高,硬度和耐磨性也不断上升。当电压大于22 V时,该镀层中Cr_3C_2颗粒含量逐渐下降,导致涂层的硬度和耐磨性下降。     

纳米Al2O3颗粒含量对Ni-Co基纳米复合电刷镀层的组织和性能影响

采用电刷镀技术制备了不同Al2O3颗粒含量的合金纳米复合电刷镀层,采用扫描电镜、硬度测试仪和摩擦磨损试验机测试了纳米Al2O3颗粒含量对镀层的组织和性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,电刷镀层沉积速度降低、表面形貌平整,显微硬度先提高而后减低,磨痕深度先减小后增大,摩擦系数先减小后增大。当镀液中纳米Al2O3含量为20g/L时,镀层具有最优的组织和性能。     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

脉冲关断时间对电刷镀Ni/CNT纳米晶镀层组织及性能的影响

采用电刷镀技术制备了不同工艺参数的Ni/CNT纳米晶镀层。运用SEM、XRD、显微硬度计和T-11式球盘式磨损试验机等分析与测试方法，研究了不同工艺参数对Ni/CNT 复合镀层的表面形貌、晶粒尺寸、显微硬度和耐磨性等的影响。研究结果表明，在直流电源下使复合镀层生长速度加快，镀层表面粗糙，晶粒尺寸较大；采用脉冲电源后，随脉冲关断时间增加，复合镀层的表面平整度增加、晶粒尺寸减小、硬度和耐磨性增加；镀层的晶粒大小随加热温度的升高逐渐增大，显微硬度300 ℃以下变化不大，加热至400 ℃后显著下降。     

电刷镀WCp/Ni复合镀层组织与磨损特性

采用电刷镀技术制备了含有微米WC/Ni复合镀层,分析了该复合镀层的微观组织,测试了该镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,研究了微米颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响.结果表明,随着镀液中WC颗粒含量的增加,复合镀层的组织趋于细化,WC/Ni复合镀层较快镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性,含量在30 g/L时达到最大.     

脉冲电刷镀Ni-Co镀层及其硬度的研究

目的优选脉冲参数,获得具有较高显微硬度的电刷镀Ni-Co合金镀层。方法采用脉冲电源制备电刷镀Ni-Co合金镀层,以显微硬度为性能指标,对比考察CoSO_4浓度、电压、频率和占空比对Ni-Co合金镀层的影响,并研究了最优工艺参数下Ni-Co-MoS_2复合镀层硬度随MoS_2浓度的变化情况。结果电刷镀Ni-Co合金镀层的显微硬度随镀液中CoSO_4浓度的升高先增大后减小,当CoSO_4质量浓度为40 g/L时,镀层硬度达到最大值597.4HV。在4~12 V范围内,电压的增大以及占空比的减小,会使镀层硬度增大。随着频率的增大,镀层硬度呈增大趋势;频率达到1200 Hz后,镀层硬度轻微下降。加入一定量MoS_2,复合镀层硬度先增后减。结论在CoSO_4质量浓度为40 g/L、电压12 V、频率1000 Hz、占空比0.5的条件下,制备出的镀层硬度最大。与未加MoS_2的电刷镀Ni-Co镀层相比,Ni-Co-MoS_2复合镀层硬度有所下降;随着MoS_2浓度增加,复合镀层硬度先增大后减小,当MoS_2质量浓度为20 g/L时,复合镀层硬度达到最大值547HV。     

Ni/Al2O3复合镀层中Al2O3微粒尺寸及热处理对镀层性能的影响

目的强化Ni基镀层并确定Al_2O_3尺寸对复合镀层性能的影响。方法在以硬度为评价标准的最佳工艺条件下,制备了三种尺寸的Al2O3(微米级、50 nm、30 nm)复合镀层,研究分析了不同尺寸Al_2O_3复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨、耐蚀等性能。结果纳米复合镀层的表面形貌比微米复合镀层更光滑、平整、致密,晶粒更细小。Al_2O_3微粒尺寸越小,镀层越致密。纳米复合镀层的显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能、抗高温氧化等性能均优于微米复合镀层及纯Ni镀层。热处理后的纳米复合镀层表面更加平整致密,热处理能显著提高镀层的显微硬度。50 nm复合镀层在保温温度为400℃时达显微硬度最大值461HV,30 nm复合镀层在保温温度为500℃时达显微硬度最大值496HV。热处理对纳米复合镀层的耐磨性能改善不明显。结论 Al_2O_3的尺寸越小,复合镀层的性能越好。     

纳米Cr2O3复合电刷镀镀层性能研究

在快速镍镀液的基础上,通过添加纳米Cr2O3粉末得到了纳米复合镀液,制备了纳米Cr2O3颗粒的镍基复合镀层,通过显微硬度、孔隙率、耐腐蚀与极化曲线、SEM等测试手段,比较了纳米复合镀层与纯镍镀层的性能,结果表明：纳米Cr2O3复合刷镀镍层的截面硬度比纯镍镀层的截面硬度提高8.3%,两种镀层与基体结合良好;纳米Cr2O3复合镀层的表面形貌比纯镍镀层更加细化且耐腐蚀性有所提高。     

不同粒径的Ni-W-P/Al_2O_3复合镀层耐磨性能研究

用化学镀的方法制备了几种不同粒径的Ni_W_P/Al2O3复合镀层,研究了热处理温度对镀层硬度和磨损性能的影响,并将含有50 nm、500 nm、1~3μmAl2O3粒径的复合镀层进行了性能对比。结果表明:含有50 nmAl2O3粒径的复合镀层具有更高的硬度和耐磨性,经400℃处理后的镀层耐磨性最好。     

表面活性剂对镍-磷-纳米氧化铝复合镀的影响

研究了阴离子型表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠)和阳离子型表面活性剂(三乙醇胺)对镍-磷-纳米氧化铝复合镀性能的影响.讨论了表面活性剂的种类、加入量对沉积速度、镀层的硬度和耐磨性能的影响.通过扫描电镜(SEM)观察各种复合镀层形貌,利用能谱仪(EDS)测量镀层中纳米A l2O3粒子的复合量.结果表明:纳米复合化学镀液中两种阴离子型表面活性剂的较佳加入量均为50 mg/L,阳离子型表面活性剂较佳加入量为100mg/L;采用阳离子表面活性剂时所得镀层的纳米粒子复合量较大,镀速快,耐磨性能好且纳米氧化铝分散较均匀;相比化学镀N i-P和微米A l2O3复合化学镀N i-P工艺所得镀层,纳米复合镀层具有较高的硬度和较好的耐磨性.     

Effects of Micro-Arc Oxidation of Ti6Al4V Alloy on Adhesion Property to Electroless Ni-P-ZrO2 Composite Platings and Their Wear Resistance

在Ti6Al4V合金微弧氧化膜表面制备Ni-P-ZrO2化学复合镀层,微弧氧化处理时间分别为15、30、60、90 min。采用扫描电镜/能谱仪、划痕试验、热震试验、显微硬度计和球盘式摩擦磨损试验机研究了微弧氧化膜结构对Ni-P-ZrO2化学复合镀层的结合性能与摩擦性能的影响。结果表明：随着微弧氧化时间的增加,复合镀层的结合性能显著提高,原因是微弧氧化膜的多孔性结构及其机械锁合效应。与Ti6Al4V合金相比,微弧氧化+化学复合镀处理后的试样硬度和耐磨性显著提高,Ti6Al4V合金表现为是严重的黏着磨损,而Ni-P-ZrO2复合镀层以磨砺磨损为主     

ZrO2 加入量对Zr-8Al合金化学复合镀性能的影响

对Zr-8Al合金进行了化学复合镀Ni-P-ZrO_2处理,并研究了不同ZrO_2粒子加入量制备的复合镀层的显微结构、显微硬度、耐磨性和抗蚀性。结果表明,与单纯化学镀Ni-P镀层相比,Ni-P-ZrO_2复合镀层的显微硬度值显著提高,ZrO_2的添加量为4 g/L获得复合镀层显微硬度最高,耐磨性好;在3.5%(质量分数)NaCl溶液中耐蚀性虽有所下降,但腐蚀后镀层完整,仍具有较好的抗蚀性。Zr-8Al合金表面采用4 g/L ZrO_2粒子制备的Ni-P-ZrO_2复合镀层兼具很好的耐磨性和较好的耐蚀性,适用于既要耐磨又要抗蚀的空间活动构件。     

La_2O_3稀土对激光熔覆WC/Ni基复合涂层性能改善的研究

向WC陶瓷镍基合金粉末中添加不同质量分数的La2O3粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在A3钢基材上制备熔覆层。利用SEM、EDAX、XRD分析研究了不同稀土加入量对熔覆层显微组织和相结构的影响,用显微硬度计、滑动摩擦磨损试验机分别测试了复合涂层的硬度、耐磨性。结果表明:由于稀土的加入,复合涂层的晶粒进一步细化,组织趋向均匀,硬度和耐磨性得到了提高,最终得出涂层粉末的最佳配比为(质量分数)59%Ni60,40%WC,1.0%La2O3。