零件表面镍层状态对银铜焊料流散性的影响

在电真空器件封装中,银铜28焊料的流散性对器件的外观质量和可靠性有着重要影响。文章对不同电镀方式和镀层厚度对焊料流散性的影响进行了分析研究,结果表明在相同的钎焊制度下,镍层厚度在0.6 mm～2.1 mm范围内,银铜焊料在电镀镍上的流散性优于化学镀镍,同时,焊料的流散性随着电镍层厚度的增加,先增长后逐渐减小。在钎焊过程中,可以根据零件实际状态和产品要求,选择合适的镀镍方式和镍层厚度,以满足实际生产需求。     

基于化学热处理低碳CrNiMoV轴承钢疲劳性能的研究

为了探究化学热处理工艺对轴承钢旋转弯曲疲劳性能的影响,本文利用旋转弯曲疲劳试验研究了低碳CrNiMoV轴承钢渗碳处理和复合硬化处理后的疲劳性能,分析了表面化学热处理后的组织、硬度分布、表面粗糙度和表面应力分布对旋转弯曲疲劳性能的影响。结果表明:复合硬化的表层存在厚度为4~6μm氮化物层和厚度为0.3 mm的碳氮化物层,表面的显微硬度为885 HV,比渗碳的要高93 HV;与单一渗碳相比,复合硬化后材料表面的残余压应力提高了102.59 MPa。复合硬化后的低碳CrNiMoV试验钢旋转弯曲疲劳性能明显优于单一渗碳。     

钛合金镀铬工艺研究

研究了一种可行的工艺方法,在钛及钛合金表面先化学镀镍,再电镀一层铬层,能提高零件表面硬度,能改善其耐磨性,表面硬度可达到HRC 55～60.     

Ni-纳米TiO2复合电镀层的制备与性能研究

用电镀的方法制备出Ni-纳米TiO2复合电镀层,讨论了表面活性剂、阴极电流密度、搅拌速率等对复合镀层硬度的影响并分析了纳米TiO2的加入对复合镀层硬度、耐蚀性的影响情况.结果表明,与纯镍镀层相比,Ni-纳米TiO2复合电镀层的硬度可提高90～190 HV;添加阳离子表面活性剂分散纳米TiO2所得复合镀层硬度最高,说明阳离子表面活性剂有利于纳米TiO2-Ni复合电沉积.浸泡试验表明,在硝酸溶液中复合镀层的腐蚀速率高于纯镍镀层的腐蚀速率,但远低于未镀覆钢板的腐蚀速率;极化曲线表明,与纯镍镀层相比,复合镀层的自腐蚀电位没有显著提高.说明在复合镀层中添加纳米TiO2不能改善其耐蚀性.     

电沉积镍涂层的制备及其抗冲击性能

介绍了一种在低碳钢带基体上制备电沉积镍涂层的方法,并研究了这种涂层的抗冲击性能.镀镍液主要是硫酸盐溶液,镀层厚度为3～6 μm,电镀后用真空热处理使镍涂层与基体间形成界面过渡层.为了考察这种复合材料的抗冲击性能,在57气体炮上用平头弹和尖头弹冲击试样,然后用扫描电镜对冲击后的表面和界面进行检测,对冲击波理论冲击过程中的应变率与冲击应力进行了计算.结果表明,镍涂层在平头弹的冲击下未出现涂层表面的脱落和损伤,在尖头弹冲击下未出现涂层与基体的界面开裂现象,其动载体能比进口的SPCE材料好.研究表明,自制的涂层与基体结合强度高,涂层的耐冲击性能好,可在工业上应用.     

铝合金上等离子喷涂金属镍层的研究

利用金相显微镜和扫描电镜对活塞铝合金表面等离子喷涂镍层(厚度为0. 1～ 0. 2mm ) 的金相组织、形貌和界面进行了观察。发现在铝合金与带状喷涂镍层之间存在较厚氧化膜形成的不规则熔合线, 阻碍焊合效果。因此在现有工艺条件下, 镍层与铝合金间难以实现冶金熔合效果, 并对它们之间的连接机理进行了探讨。      

航空零部件加工表面完整性

航空航天工业中,钛合金和镍基合金是飞机结构和发动机部件的重要金属材料.这些关键结构部件的制造需达到高可靠性要求,表面完整性是用于评价精加工表面质量的最相关参数之一.钛合金和镍基合金在加工过程中产生的残余应力和表层变化对其安全性和可持续性至关重要.本文综述了钛合金和镍基合金表面完整性的研究进展,并报道了许多不同类型的表面完整性问题,通过研究表面残余应力、白层和加工硬化层以及微观结构的改变,以提高最终产品的表面质量.许多参数影响工件的表面质量,其中切削速度、进给速度、切削深度、刀具几何形状和加工工艺、刀具磨损和工件性能是最值得研究的问题之一.为了更好地理解加工引入的表面完整性问题,需要通过实验和经验研究以及基于分析和有限元建模的方法.然而,在目前的技术水平上,仍然缺乏一种基于物理过程的、适用于工业过程的全面、系统的方法.研究结果表明,在解释多种参数对钛合金和镍基合金加工效果的影响的同时,需要建立与可靠实验相一致的预测物理模型.     

镍镉合金扩散层工艺研究

为满足飞机发动机叶轮耐高温腐蚀要求,研究了镍镉合金扩散层的结构,同时分析了镍镉合金镀液工艺参数对扩散层性能的影响.采用合适的电解镍液或化学镀镍液的配方来制取低应力镍层;采用液体喷丸方法提高零件表面强度及抗摩力腐蚀能力.结果表明,该两种方法有效克服了镍镉合金扩散层不耐疲劳和高温应力腐蚀的弊病,即使在工作中承受旋转、弯曲、振动、离心等复杂应力作用的镍镉扩散层,也具有优良的性能.     

TC4钛合金低压真空氮化改性层的制备与性能

采用低压真空渗氮的方法,在TC4钛合金表面制备了与基体结合良好的改性层.通过金相观察、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了表面改性层的组织结构,并对改性层的显微硬度及耐磨性进了测试.结果表明:TC4钛合金经低压真空渗氮处理后,表面可获得由TiN和Ti2 AlN组成的氮化物改性层,组织均匀致密,氮化物颗粒细小,硬化层与基体结合良好,表面硬度为1100～1200HV,心部硬度为300～320HV,硬化层深度可达60～70μm,硬度梯度平缓,耐磨性优良.     

高压真空开关管黄斑现象的剖析

在使用高压真空开关管时,发现器件表面出现黄斑现象,不能满足焊接要求。经分析发现:对其金属零件进行双层电镀——镀镍和镀银,如果银层在0.7μm以下,在后序的焊接热处理过程中银层被熔化,原来均匀、致密的镀银层被重新分布后,银层变得不均匀,露出的镍占银的50%,在烘烤排气时露出表面的镍被氧化,呈现黄色现象,并进一步扩散到银层下面的镍区域,使银层与镍层结合不牢;银层在2μm以上时,热处理后,出现银堆积现象,不能满足要求;银层厚度在1μm~2μm范围时,钎焊热处理后,即使露出8%左右的镍,镍不会氧化。     

激光冲击处理对Ti6Al4V力学性能的影响

通过对钛合金Ti6Al4V的激光冲击处理,研究了激光冲击处理工艺对钛合金Ti6Al4V力学性能的影响.实验表明:激光冲击处理能有效提升Ti6Al4V的力学性能,在激光功率密度由1.15GW/cm2增加到2.31GW/cm2过程中,其冲击波峰值压力线性增加,表面最大残余压应力也相应增大,最高达-264MPa,表面硬化层的显微硬度高达510Hv,硬化层深度约为0.25mm,经过激光冲击处理后硬度相对于原始钛板提高了64%,随着激光能量的增加,冲击区域的抗拉强度极大增强,塑性降低.     

Oxygen Diffusion Hardening of Ti-Nb-Zr Alloys

Ti-13Nb-13Zr (Ti-13-13^TM) is a new titanium alloy developed for medical implant applications. In the oxygen diffusion hardened condition, Ti-13-13 and titanium alloys which possess zirconium, are hardenable at temperatures of 400 to 600°C with the end result being a passive, mechanically stable, abrasion resistant oxide ceramic surface layer of about 0.2 to 2 μm in thickness. The thickness of this surface layer depends on the concentration of zirconium, time, temperature, and partial pressure of oxygen. This paper describes the results of x-ray diffraction analysis, secondary ion mass spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, Knoop and Nano hardness measurements, and reciprocal polarization resistance measurements of hardened Ti-13-13, and selected Ti-Nb-Zr alloys. The results of this work suggest that zirconium plays a key role for effective oxygen diffusion hardening at 500°C for Ti- ] 3-13 and similar Ti-Nb-Zr alloys.     

钛合金表面加弧辉光离子渗镍铬及其性能研究

采用加弧辉光离子渗金属新技术处理钛合金Ti5Al2.5Sn表面,研究了渗层的相组成特点,成分分布情况,评价了改性层的磨擦摩损性能,及与钛合金基体间的接触腐蚀相容性等。结果表明加弧辉光离子渗技术可以快速地在钛合金表面获得NiCr镀渗复合层。渗层由Ni3Ti等金属间化合物组成,其硬度、耐磨性能均高于离子注氮层,具有较高的抗含Cl^-1水溶液腐蚀性能,在含Cl^-1腐蚀环境中与钛合金基体接触相容。     

电火花表面强化与喷丸复合处理对Ti811合金高温微动疲劳性能的影响

研究了Ti811钛合金表面电火花强化层的界面成分分布、耐磨和微动疲劳性能.研究结果表明:以0Cr18Ni9合金为电极材料在Ti811钛合金表面进行电火花处理可以形成合金层,显著提高了钛合金表面硬度和耐磨性能.但由于合金层硬度高,韧性较低,在微动疲劳(FF)过程中易萌生裂纹并快速扩展进入基体,致使高温下钛合金FF抗力降低.对电火花强化层进行喷丸强化(SP)后处理能够使钛合金FF抗力恢复到裸件的水平.     

Si3N4陶瓷/Nb/Cu/Ni/Inconel 600界面反应层形成机制研究

观察分析了Si3N4陶瓷/Nb/Cu/Ni/Inconel600界面处反应层的形貌、元素分布、反应层中的相结构、界面反应以及反应层的生长规律,研究了Si3N4陶瓷/Nb/Cu/Ni/Inconel600界面处反应层的形成机制.研究结果表明:在连接过程中,Cu层首先熔化,Nb、Ni向液态Cu中扩散溶解形成Cu-Nb-Ni合金,液态合金中的Nb和Ni向Si3N4表面扩散聚集并与Si3N4反应形成反应层;Si3N4侧的反应层主要物相是NbN和Nb、Ni的硅化物,Ni基合金侧反应相主要是NbNi3和Cu-Ni合金;在连接温度为1403 K的条件下,随着连接时间的增加,界面反应层厚度先快速增加,再缓慢增加.     

化学修饰对NiTi形状记忆合金氧化膜的影响

用X光电子能谱（XPS）研究了NiTi形状记忆合金经酸、碱处理后表面氧化膜成分和结构的变化。结果表明，未经处理的NiTi合金表面最外层氧化膜主要由TiO2、TiO和少量的Ni组成，酸、碱处理后，最外层氧化膜由TiO2、Ni2O3组成，但经碱处理后，氧化膜的厚度大大增加。     

淬硬轴承钢平面磨削变质层的特性

采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、维氏硬度仪和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)分别观测了不同磨削条件下淬硬轴承钢GCr15磨削表层的微观组织、显微硬度和残余应力,对淬硬轴承钢磨削变质层进行了系统的实验研究.研究发现,磨削表层由表及里依次是白层、暗层和基体组织,暗层与白层的厚度之比在1.6～3.2之间变动.白层由致密的细晶马氏体、碳化物和残余奥氏体组成,而暗层由不同的回火组织构成,白层主要是磨削热和材料的强烈塑性变形共同作用的结果.白层硬度最大值达到983 HV,比基体组织高,而暗层硬度值仅为512 HV,较基体组织低.白层表面存在大小为612.24 MPa的残余拉应力,且随着白层的增厚而增大,而暗层则呈现出残余压应力.当白层较厚时,白层内会出现微裂纹,其中以贯穿白层的中位裂纹以及白层外侧和白层/暗层过渡区的横向裂纹居多.     

预拉伸厚铝板内 部残余应力 与晶粒取向均匀性的研究

目的消减预拉伸铝板内部残余应力。方法利用短波长X射线衍射仪(SWXRD),分别对某公司国产25 mm厚2024-T351预拉伸铝板,以及美国铝业公司(ALCOA)20 mm厚7075-T651预拉伸铝板的内部残余应力、内部织构及其沿板厚的分布,进行了无损测定。结果 ALCOA的20mm厚7075预拉伸铝板内部残余应力小于25 MPa,其内部晶粒取向沿板厚均匀分布;而某公司原工艺生产的25 mm厚2024预拉伸铝板,内部残余应力高达100 MPa左右,其内部晶粒取向沿板厚分布很不均匀。结论源自于轧制的内部织构沿板厚分布的不均匀性,使得以消减残余应力为目的的预拉伸处理中的铝板塑性变形不均匀,导致某公司国产预拉伸铝板内部残余应力的消减效果差,在其后续加工中容易产生加工变形超差的问题,需要抑制强剪切织构的产生,减小织构在整个板材厚度上的不均匀分布程度。     

铸钢表面镍基合金渗层的热疲劳行为

采用铸渗技术在铸钢ZGCr5Mo试样表面制备了镍基合金渗层,渗层的厚度为0.6—1.2 mm,考察了镍基合金渗层的热疲劳行为,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对热疲劳循环后的渗层表面进行了形貌观察与成分分析。结果表明:在热循环次数低于20次时,表面仅发生了氧化现象,当热循环次数超过90次时,渗层表面出现微裂纹,随着循环次数的增加,在渗层与基体的侧表面上出现贯穿渗层与基体的微裂纹以及在渗层与基体的界面处的表面氧化膜层出现了平行于渗层表面以及发散的微裂纹;随着镍基合金渗层厚度的增加,出现微裂纹的热循环次数略有降低。表面的氧化膜层主要为镍、铬的氧化物以及镍铬的复杂氧化物。     

Fatigue strength and fracture mechanism of steel modified by super-rapid induction heating and quenching

Four kinds of surface hardened-specimens (ordinary structural steel with carbon content of 0.45% C) having hardened thicknesses of 0.7–1.8 mm were prepared using a ‘super-rapid induction heating (SRIH) system’. Rotation bending fatigue tests were performed with special focus on the effect of a hardened thickness on fatigue properties. Measurement of residual stress and observation of the fracture surface were also carried out to investigate the fracture mechanism of the specimen with a shallow hardened layer. It was found that there is not much improvement of fatigue strength at 10⁷ cycles for specimens with shallow hardened layers in spite of having a high compressive residual stress of about 1000 MPa. This is because the fatigue crack originating from inside the hardened layer leads to the final fracture of the specimen (internal fracture mode). Improvement of fatigue strength has been achieved on the specimen with thick hardened layers, such as those about 1.8 mm thick. In this case, fatigue cracks originate from inclusions located in hardened layers, which leads to final fracture (hardened-layer fracture mode).