Cu-SiC纳米复合镀层制备工艺研究

采用机械搅拌-电沉积方法,在45钢基体表面制备Cu-SiC纳米复合镀层。利用扫描电镜和摩擦磨损试验机研究机械搅拌速率、电流密度、SiC粒子质量浓度以及pH值等因素对Cu-SiC纳米复合镀层耐磨性能的影响及规律。结果表明,Cu-SiC纳米复合镀层的最佳制备工艺参数为:搅拌速率300 r/min,阴极电流密度4 A/dm2,镀液中SiC粒子的浓度4 g/L,pH值3.5~4.5。     

搅拌方法对Ni/TiN复合镀层微观结构和耐磨性能的影响

采用机械搅拌-电沉积和超声搅拌-电沉积复合方法,在20钢基体表面制备Ni/TiN复合镀层。利用扫描电镜(SEM)和摩擦磨损试验机对复合镀层进行研究。结果表明:当机械搅拌速率为400 r/mim时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为9.8%,显微硬度为871HV;当超声波功率为300 W时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为10.9%,显微硬度为926HV。在机械搅拌-电沉积制得的Ni/TiN复合镀层中,表面颗粒的粒径在3μm左右,而超声搅拌-电沉积制备镀层,表面颗粒的平均粒径为1μm。采用超声搅拌-电沉积制备Ni/TiN复合镀层,耐磨性能优于机械搅拌-电沉积制备的镀层。     

辅助超声振荡电沉积Cu-SiC复合镀层的结构与性能

依托电沉积技术为主要工艺平台,辅助超声振荡搅拌措施,制备Cu-SiC复合镀层,并研究复合镀层的表面状况、显微结构、硬度及耐腐蚀性。结果表明:与常规Cu-SiC复合镀层相比,辅助超声振荡电沉积的Cu-SiC镀层表面粗糙度降低,择优取向面从(220)面转变为(111)面,硬度提高且耐腐蚀性增强;但对超声复合镀层而言,提高阴极电流密度可增大其表面粗糙度,弱化组织结构,从而降低硬度并削弱耐腐蚀性。     

磁力搅拌-脉冲电沉积Ni-P-SiC镀层制备工艺研究

采用磁力搅拌-脉冲电沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层。采用正交试验法优化Ni-P-SiC镀层的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)和磨损试验机进行Ni-P-SiC镀层表面形貌及耐磨性能分析。结果表明,磁力搅拌-脉冲电沉积复合制备Ni-P-SiC镀层的最佳工艺为:磁力搅拌速率200r/min,脉冲占空比2∶1,脉冲电流密度4A/dm2,SiC粒子的质量浓度6g/L。1号试样的磨损较严重,磨损量为5.1mg;6号试样的磨损则较轻,磨损量为2.7mg。     

电沉积方法对Ni-ZrO2复合镀层结构与性能的影响

分别采用机械搅拌-直流电沉积方法、机械搅拌-脉冲电沉积方法和超声波振荡-脉冲电沉积方法制备Ni-ZrO_2复合镀层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征复合镀层的表面形貌和晶相结构,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测复合镀层的显微硬度和耐磨性。结果表明:与机械搅拌-直流电沉积和机械搅拌-脉冲电沉积的复合镀层相比,超声波振荡-脉冲电沉积的复合镀层表面平整、致密,晶粒细小,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;择优取向发生改变,在(220)晶面呈择优取向,而非(200)晶面;显微硬度明显提高,接近600HV;耐磨性改善,磨损形式为轻微磨粒磨损,磨损量降低,仅为2.29 mg。     

磁力搅拌-脉冲电沉积Ni-P-SiC镀层制备工艺研究

采用磁力搅拌-脉冲电沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层。采用正交试验法优化Ni-P-SiC镀层的制备工艺,利用扫描电镜（SEM）和磨损试验机进行Ni-P-SiC镀层表面形貌及耐磨性能分析。结果表明,磁力搅拌-脉冲电沉积复合制备Ni-P-SiC镀层的最佳工艺为：磁力搅拌速率200 r/min,脉冲占空比2∶1,脉冲电流密度4 A/dm2,SiC粒子的质量浓度6 g/L。1号试样的磨损较严重,磨损量为5.1 mg;6号试样的磨损则较轻,磨损量为2.7 mg。     

磁力搅拌-化学沉积Ni-P-SiC镀层的工艺研究

为改善金属零件的耐磨性能,用磁力搅拌-化学沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层,利用正交实验对其制备工艺参数进行优化。结果表明,SiC粒子的添加量、搅拌速度和镀液pH值对磁力搅拌-化学沉积Ni-P-SiC镀层的磨损量有较大影响。正交实验分析可知,磁力搅拌-化学沉积Ni-P-SiC镀层的最佳工艺参数为:SiC的质量浓度10 g/L,搅拌速度300 r/min,pH值5.5。     

制备工艺对Ni-TiN纳米镀层晶体结构及耐腐蚀性能的影响

分别采用电沉积法、超声波-电沉积法及电磁场-超声波场-电沉积方法制得Ni-TiN纳米镀层,利用原子力显微镜(AFM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)及电化学综合测试仪对纳米镀层的晶体结构和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,采用ED,USED和MUSED制备Ni-TiN纳米镀层的均方根表面粗糙度为181.74,114.65,58.18 nm;MUSED制备的镀层中,镍晶粒和TiN粒子的平均粒径为45.9,28.3 nm。     

压缩机阀片表面的超声-电沉积Ni-TiN镀层的工艺研究

为提高压缩机阀片表面工艺性能,提高气阀使用寿命,采用超声-电沉积法在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层,研究TiN颗粒浓度、电流密度、超声波功率对压缩机阀片耐磨性能的影响。采用正交试验法优选出在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层的最佳工艺参数为:TiN质量浓度5g/L,阴极电流密度4A/dm2,超声功率250W。     

压缩机阀片表面的超声-电沉积Ni-TiN镀层的工艺研究

为提高压缩机阀片表面工艺性能,提高气阀使用寿命,采用超声-电沉积法在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层,研究TiN颗粒浓度、电流密度、超声波功率对压缩机阀片耐磨性能的影响。采用正交试验法优选出在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层的最佳工艺参数为：TiN质量浓度5 g/L,阴极电流密度4 A/dm2,超声功率250 W。     

钛合金表面化学气相沉积钼复合涂层制备工艺

在钛基体表面制备结合良好的钼涂层,提高钛合金耐蚀、耐磨性能,为进一步制备二硫化钼、二硅化钼涂层提供基础。采用磁控溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在钛上制备出钼复合涂层;测试分析磁控溅射、CVD等方法制备钼复合涂层与钛基体的结合力;对钼复合涂层的结构、成分、组织形貌、硬度、耐磨性等进行分析。研究结果表明： 钛基体上磁控溅射铜后CVD钨进而CVD钼,复合涂层临界载荷提升至168.5 N,表面硬度提升至649.3 HV,磨损率从0.035%降到0.007 3%;在钛合金表面利用磁控溅射铜与CVD钨相结合的方式制备的铜/钨复合过渡层可有效防止沉积钼过程中钛基体表面发生氢脆和侵蚀,使钼涂层与钛基体的结合力显著提高,钛基表面硬度和耐磨性明显增强。     

基于正交试验法的超音速等离子喷涂钼涂层组织及性能研究

为了探索电磁轨道炮轨道材料45CrNiMoVA钢表面耐磨强化的可能,运用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了钼涂层,结合正交试验法对喷涂参数进行了优化,研究了喷涂参数对涂层性能的影响规律、综合性能最佳时涂层的组织和性能。结果表明：喷涂电压115 V、喷涂电流380 A、氩气流量130 L/min、喷涂距离100 mm时涂层具有最佳综合性能,其导电率为6.01% IACS,表观孔隙率低至0.12%,显微硬度及内聚强度分别高达482.3HV_0.1和52.1 MPa;涂层在轻载荷低频率（5 N、5 Hz）下的磨损率略低于基体,但在重载荷高频率（20 N、20 Hz）下的磨损率仅为基体50%左右,表现出良好的耐磨性能,其磨损机理均为粘着磨损和氧化磨损。     

不同环境温度下CaF2/TiC/镍基合金复合涂层摩擦磨损性能研究

为提高镍基合金涂层在苛刻摩擦条件特别是高温无润滑时的摩擦磨损性能,在45^#钢表面制备了CaF₂和TiC颗粒协同改性镍基合金复合涂层,分析其微观结构,研究其在不同温度下的摩擦磨损行为与机理。结果表明：CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层的微观组织呈层状分布,主要由γ-Ni、CrB、Cr₇C₃、TiC和CaF₂物相组成。CaF₂/TiC/镍基合金复合涂层在不同环境温度下具有优异的减摩耐磨性能。从室温到500 ℃,复合涂层的摩擦系数由0.42逐渐减小至0.29,较镍基合金涂层降低16.2%～33.9%。随着环境温度的升高,复合涂层的磨损失重逐渐减小,且大幅度低于镍基合金涂层。温度为500 ℃时,复合涂层磨损表面形成了转移膜,转移膜中含有CaF₂,起到高温减摩作用,使其摩擦系数降低。复合涂层的磨损机理主要为转移膜的疲劳剥落。随着温度的升高,转移膜的覆盖面积逐渐增大,对复合涂层起到保护作用,使其磨损失重随温度增加而减小。     

工艺参数对电沉积钴镍合金镀层成分及耐磨性能的影响

利用电沉积技术在碳钢表面制备纳米晶钴镍合金镀层,并辅助超声波分散加机械搅拌,获得具有良好减摩性能的纳米晶、低微摩擦系数的钴镍合金镀层材料。研究了电流密度、温度、pH值等工 艺参数对合金镀层成分及耐磨性的影响。利用扫描电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪分析了镀层表面的显微组织、相结构及成分含量,通过UNMT1微纳米材料力学综合测试系统考察镀层的微磨损性能。结果表明,获得的合金镀层组织细密、结构均匀,工艺参数对合金层的微摩擦系数影响较大,在最佳工艺参数电流密度1.5 A/dm²、温度50 ℃、pH值为4.0时合金镀层的平均摩擦系数最小为0.18,合金具有较好的耐微摩擦磨损性能。     

高氯酸铵包覆层对硼粉燃烧性能的影响

为揭示高氯酸铵（AP）包覆层对硼燃烧性能的影响规律,采用溶剂蒸发法制备了AP包覆硼（AP/B）复合粒子。借助扫描电镜评估了AP/B复合粒子的包覆效果,利用CO₂激光点火装置研究了AP/B复合粒子点火燃烧特性,通过量热弹测试了DNTF基AP/B复合粒子炸药的爆热值。结果表明：严格控制溶剂蒸发法工艺参数可使AP均匀地析出在硼的表面上,并实现硼的较好包覆;AP包覆层可以改善硼的燃烧完全性,AP/B复合粒子相比于硼粉以及AP燃烧更为剧烈且光照强度瞬间增至最大值;AP/B复合粒子可明显提高炸药能量释放率,DNTF基AP/B复合粒子炸药爆热值（7 696 kJ/kg）较相同配方未包覆炸药爆热值（7 208 kJ/kg）提高6.5%以上。为揭示高氯酸铵（AP）包覆层对硼燃烧性能的影响规律,采用溶剂蒸发法制备了AP包覆硼（AP/B）复合粒子。借助扫描电镜评估了AP/B复合粒子的包覆效果,利用CO₂激光点火装置研究了AP/B复合粒子点火燃烧特性,通过量热弹测试了DNTF基AP/B复合粒子炸药的爆热值。结果表明：严格控制溶剂蒸发法工艺参数可使AP均匀地析出在硼的表面上,并实现硼的较好包覆;AP包覆层可以改善硼的燃烧完全性,AP/B复合粒子相比于硼粉以及AP燃烧更为剧烈且光照强度瞬间增至最大值;AP/B复合粒子可明显提高炸药能量释放率,DNTF基AP/B复合粒子炸药爆热值（7 696 kJ/kg）较相同配方未包覆炸药爆热值（7 208 kJ/kg）提高6.5%以上。     

两步沉积法制备Ni/Al2O3复合镀层及其耐磨性能研究

采用两步电化学沉积技术在铜基体上制备Ni/Al2O3复合镀层。用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积Al2O3涂层,用电镀技术在Al2O3涂层中嵌入金属镍,得到具有高Al2O3含量的Ni/Al2O3复合镀层。试验结果表明,两步沉积法能够提高复合镀层中的Al2O3微粒含量,镀层显微硬度及耐磨性能均有提高。