碳化硅复合镍磷合金涂层的组织结构、显微硬度及腐蚀性能研究

镍基复合涂层是一项有望替代电镀铬涂层的先进绿色环保表面处理技术。 本文在铝合金表面制备了纯 Ni、 NiP及其与SiC复合涂层, 利用SEM、 EDS和XRD研究了Ni、 NiP及其复合涂层的微观形貌、 成分与组织结构, 利用显微硬度计与电化学工作站研究了其硬度与耐腐蚀性能。 研究结果表明： SiC 复合电镀纯镍涂层的表面较为 粗糙, SiC 复合电镀镍磷合金涂层中晶粒轮廓明显; 电沉积镍磷合金涂层的相结构包括晶体 Ni2P、 Ni12P5 和非晶 NiP。 铝合金基体表面 Ni-P 合金涂层的显微硬度显著高于纯 Ni 涂层, 引入 SiC 纳米颗粒形成复合涂层可提高其 显微硬度; SiC 颗粒有助于提高复合涂层在氯化钠溶液中的腐蚀电位, 降低腐蚀电流密度, 提高其耐蚀性能。     

镱对镍磷合金化学镀组织和抗腐蚀性能的影响

研究了添加稀土镱(Yb)对镍磷(Ni-P)合金化学镀镀层组织和性能的影响，探讨了镱在化学镀过程中的作用机制。结果表明，由于镱具有较强的吸附能力，优先吸附在晶体缺陷处，能提高基体的催化活性，对镀层的耐腐蚀性能有明显的影响。适量添加稀土镱，得到的镍磷沉积镀层自腐蚀电位增加，腐蚀电流密度降低，表面更加平整、均匀，且镀层原有的非晶态结构没有发生改变，热处理后的显微硬度提高。     

pH值对Cu/Ni-P合金镀层的影响

研究了镀液pH值对Cu／Ni-P合金镀层硬度及耐蚀性能的影响。结果表明，镀液pH=9时，铜／镍磷双镀层具有很好的耐蚀性能和较高的硬度。     

电刷镀Ni-Co-W/Y2O3复合镀层的组织与摩擦磨损特性

采用复合电刷镀工艺在45钢基材上制备了含微米Y2O3颗粒的Ni-Co-W基复合刷镀层,采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等对镀层的表面形貌、截面组织、结构、硬度及耐磨性进行了测定,与Ni-Co-W镀层进行了对比分析。结果表明:Ni-Co-W/Y2O3复合镀层厚度均匀,与基体之间呈凸凹镶嵌,结合紧密;与Ni-Co-W合金镀层相比,Ni-Co-W/Y2O3复合镀层的表面更加平整、光滑,组织更为致密,微裂纹明显减少;硬度较Ni-Co-W合金镀层更高,摩擦系数较低,Y2O3颗粒在镀层与摩擦副相互作用的过程中起支撑作用,减弱了磨损面的犁削效应和黏结效应,耐磨性显著优于Ni-Co-W合金镀层。XRD分析结果表明:此两种镀层均存在非晶态结构,微米Y2O3颗粒的加入促进镀层结构由非晶态向微晶态转变。     

稀土铈对化学沉积Co-Ni-B合金镀层结构和性能的影响

研究了稀土铈对化学沉积Co-Ni-B合金层化学组成、结构和性能的影响。结果表明：微量稀土铈的加入提高了镀层中钴的含量，降低了镍和硼的含量；使镀层由非晶态转变为品态；稀土铈也明显地提高了镀层的显微硬度，在一定的范围内，镀液中稀土铈添加量越多，镀层的铈含量和显微硬度也越高；稀土铈还提高了镀层的饱和磁化强度，降低了剩余磁化强度和娇顽力，含铈镀层显示出了良好的软磁性能。     

合金元素对镍基自熔合金组织结构和性能的影响

为了弄清合金元素对镍基自熔合金的组织结构和性能的影响,利用微观分析技术和其它测试手段,研究了硼、硅、碳、铬在合金中的存在形式及其对合金的固、液相线温度,硬度和耐磨性的影响。在Ni-B-Si合金系中,硼与镍形成Ni_3B相;硅固溶于镍基固溶体,当过饱和时,形成Ni-Si中间相;随着硼和硅含盈的增加,合金的固、液相线温度下降,而硬度和耐磨性提高。在Ni-Cr-B-Si合金系中,铬与镍形成固溶体,并分别与硼和碳形成CrB和Cr_3C_2硬质相,由于硬质相的存在,合金的耐磨性大大提高。碳对于上述两个合金系列有着不同的影响:在Ni-B-Si合金中,碳含量高时,形成石墨相,这使得合金的硬度和耐磨性略有降低;而在Ni-Cr-B-Si合金中,碳与铬形成Cr_3C_2相,提高合金的硬度和耐磨性。     

化学镀Ni—P合金的性能研究

研究了化学镀镍－磷合金的性能,结果表明,热处理温度对镍－磷合金镀层的硬度和 有较大的影响,二者经４００℃ＣＸ１ｈ热处理后达到峰值;镍－磷合金在酸、碱、盐介质中的耐蚀性优于１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢。。应用结果证明,化学镀Ｎｉ－Ｐ合金在铁路机械上具有广泛的应用前景。     

光亮剂B对化学镀Ni—P合金性能的影响

研究了新型光亮剂B对光亮化学镀镍磷合金性能的影响规律。结果表明：使用该光亮剂所获得的Ni-P合金镀层,表面平整光亮,孔隙率低,厚度均匀,具有较好的硬度和耐磨性,尤其改善了镀层的外观,大大增强了镀层表面的光亮度。而且施镀过程中出光速度快,镀液稳定可靠,具有很好的使用价值。     

电沉积RE—Ni—W—B—SiC复合镀层的性能

研究了ＲＥ－Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合材料的耐磨性和耐蚀性。结果表明，在适当的镀液组成及工艺条件下，可获得组成为ＲＥ－Ｎｉ－Ｗ－Ｂ４．８％Ｂ－１５％ＳｉＣ的复合材料镀层。在镀液中加入少量稀土，能提高复合镀层的硬度和耐磨性；热处理温度对复合材料镀层的硬度和耐磨性有较大的影响，硬度和耐磨性随热处理温度的升高而增加。当热处理温度达到４００℃时，复合镀层的硬度达到最佳值，耐磨性在５００℃时为最好。磨损实验表     

钇对化学镀Co-Ni-B合金层结构与性能的影响

研究了钇介入化学镀Co-Ni-B工艺后对沉积工艺、镀层结构与性能的影响。利用等离子发射光谱仪、电子能谱仪、透射电子显微镜和振动样品磁强计等考察和分析了镀层的成分、结构、性能。结果表明,微量钇介入化学沉积后,沉积速度和镀液稳定性提高,镀层中硼和镍含量降低,具有非晶态结构的化学镀Co-Ni-B合金转化为晶态结构的化学镀Co-Ni-B-Y合金。钇明显提高了镀层的显微硬度,而且钇添加量越高,镀层的显微硬度越高。钇还提高了镀层的饱和磁化强度,降低了剩余磁化强度和矫顽力,表现出良好的软磁特性。     

Investigation of nickel metal powder on tribological and mechanical properties of Al-7075 alloy composites for gear materials

This research paper describes the fabrication of different weight percentages of (0–2?wt-%) nickel powder-filled aluminium alloy composites by stir casting techniques under a controlled environment. The physical, mechanical and tribological analyses of the nickel powder-filled aluminium alloy (Al-7075 series) composites are studied experimentally. The void content, Vickers hardness, compressive strength and impact strength of the unfilled and particulate-filled alloy composites are increased with the increase in filler content, while flexural strength of the composites shows reverse in trend. At the end, sliding wear analysis is performed to assess the wear performance of the unfilled and particulate-filled alloy composites. It is also observed that 2?wt-% nickel powder-filled alloy composite exhibits higher wear resistance as compared to other alloy composites. Finally, the microstructure analysis of the worn out composites is observed through scanning electron microscope to comprehend the wear mechanism of the composites for gear material application.     

高锰钢表面激光熔覆 Fe-WC 复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在高锰钢基体上制备了不同WC含量的Fe-WC复合熔覆层,研究了WC添加量对熔覆层组织和性能的影响。试验结果表明,不同WC含量的Fe-WC熔覆层均含有马氏体、M7C3碳化物和未熔WC颗粒,当加入20wt.%的WC时,熔覆层中出现了残余奥氏体,共晶碳化物呈鱼骨状沿晶界析出。Fe-WC熔覆层的硬度和耐磨性随着WC添加量的增多而增大,熔覆层中WC颗粒减小熔覆层基体与对磨副的接触面积,合金基体固定和支撑WC颗粒避免其剥落,二者协同作用使得熔覆层耐磨性增加。     

反应钎涂钛镍金属间化合物涂层研究

利用纯钛粉和镍粉,通过反应钎涂在低碳钢基体上制备了与基体之间为冶金结合的镍钛金属间化合物涂层。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及硬度计,研究了涂层的相组成、组织结构和成分分布。结果表明涂层为复合结构,其组织由NiTi2、hcp-Ti和NiTi相构成,其中NiTi2和NiTi是在钎涂过程中原位合成的。随着钎涂工艺参数的变化,涂层中相的种类和含量也随之发生变化。但涂层表面硬度并不随涂层中相种类和含量的变化而变化,其值达到85HR15N。     

TC4钛合金表面激光熔覆Ni包WC复合涂层研究

为了提高钛合金的耐磨性能及使用性能,采用激光熔覆法在TC4钛合金基体上制备了Ni与WC混合粉末涂层,研究了不同WC添加量对熔覆层的物相组成、显微组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,三组不同的熔覆材料经过激光熔覆后,都可以使材料表面硬度和耐磨性能较基材大幅度增加。但是随着WC含量的增加,熔覆层均匀性降低,出现小颗粒的WC团,并且组织开始多样化,且硬度分布均匀性也有所下降。     

表面活性剂对钛合金复合微弧氧化膜结构与耐磨性能的影响

为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。     

铁基 Cr3C2 复合涂层的组织及性能研究

利用空气燃料超音速火焰喷涂技术(HVAF)在D2钢表面制得Cr_3C_2-FeCrBSi复合涂层。借用光学显微镜(OM)、维氏硬度计、扫描电镜(SEM)、拉伸试验机及摩擦磨损试验机对复合涂层的显微结构、力学性能及摩擦磨损性能进行表征与测试,研究了不同比例纳米-微米Cr_3C_2陶瓷增强相对复合涂层组织结构及性能的影响。试验结果表明:Cr_3C_2-FeCrBSi复合涂层主要由Fe、Cr_3C_2、Cr_2O_3及Cr_7C_3相组成。在优化的粉末比例参数下,Cr_3C_2-FeCrBSi复合涂层与基体D2钢的结合强度达到了43MPa,孔隙率约为2.4%。由于陶瓷相的存在,Cr_3C_2-FeCrBSi复合涂层的表面硬度平均值为449HV_(0.3),远大于D2钢基体的硬度287HV_(0.3)。在常温条件下,Cr_3C_2-FeCrBSi复合涂层具有较好的耐磨损性能,摩擦磨损机制主要是磨粒磨损。     

Influence of Interfacial Diffusion on Mechanical Property of Vacuum Fusion Sinter （VFS） WC-Co Composite Coating

The WC-Co composite coatings bonded tightly to steel substrate have been made by vacuum fusion sinter （VFS）. The concentration distribution of some components were measured by the electron probe, and the microstructure and morphology of VFS coatings were observed and analyzed by SEM, X-ray diffractometer and microhardness tester. Diffusion coefficient of every element was calculated by using the experimental results. The influence of the interracial diffusion on the microstructure, Vickers hardness and interracial bond strength of the VFS coatings was studied in detail. The experimental results show that there is a metallurgical bond area between the VFS WC-Co coatings and the steel substrate. The VFS coatings are characterized by the gradient hardness of the interface and the high bond strength to the steel substate, both of which are beneficial to the improvement of the wear resistance and corrosion resistance.     

镁锂合金表面含碳陶瓷层的摩擦性能

通过在Na₂SiO₃-KOH基础电解液中加入石墨烯添加剂,在镁锂合金表面制备出一层自润滑的含碳陶瓷层. 利用扫描电镜、原子力显微镜以及X射线衍射仪分析了陶瓷层的表面形貌、粗糙度以及物相组成,利用摩擦磨损试验仪对陶瓷层在室温下的摩擦学性能进行研究. 其结果表明,加入石墨烯后制备出的含碳陶瓷层表面放电微孔分布均匀,且其微孔尺寸和表面粗糙度均明显降低. 相比于镁锂合金,陶瓷层的表面硬度也得到明显的提高. 此外,含碳陶瓷层主要由SiO₂、Mg₂SiO₄以及MgO物相组成,而石墨烯则以机械形式弥散分布于陶瓷层中并起到减摩作用. 当石墨烯体积分数为1%时,陶瓷层表面显微硬度为1317.6 HV_{0.1 kg},其摩擦系数仅为0.09,其耐磨性明显提高. 同时,陶瓷层磨痕的深度和宽度均明显小于镁锂合金,而且较为光滑,表明陶瓷层表面没有发生严重的黏着磨损.      

Structure and Mechanical Properties of Ni-P-Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating

Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were deposited by electroless plating,and their microstructures were observed by SEM（scanning electron microscope）.The microhardness and the wear resistance of the Ni-P-nano Al2O3 composite coatings were measured using microhardness tester and block-on-ring tribometer,respectively,and the comparison with those of Ni-P coatings or Ni-P-micro Al2O3 coating was given.The influences of aging temperature on their hardness and wear resistance were analyzed.The results showed that the nano Al2O3 particles were distributed uniformly in the Ni-P-Al2O3 coatings.Among three kinds of Ni-P based coatings,the hardness and wear resistance of Ni-P-nano Al2O3 coatings were largest,and the maximum values could be obtained at 400 ℃.This indicated that the precipitation of nano Al2O3 particles would improve the hardness and wear resistance of the Ni-P coatings.     

Y2O3对AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织及力学性能的影响

利用激光熔覆技术在Q235钢基体表面分别制备出添加不同质量分数Y₂O₃的AlCoCrFeNi高熵合金涂层。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对AlCoCrFeNi高熵合金涂层的微观组织、硬度及摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:AlCoCrFeNi高熵合金涂层由面心立方结构（FCC）和体心立方结构（BCC）两相构成;随着Y₂O₃质量分数的提高,其体心立方结构相体积分数增加,而面心立方结构相的体积分数变化呈相反趋势。AlCoCrFeNi高熵合金涂层组织由等轴晶构成,加入Y₂O₃后,促进了熔池流动,使气孔逐渐消失,致密性提高,晶粒明显细化。添加质量分数5%Y₂O₃的涂层组织呈树枝晶状,形成弥散分布的YAl₂和Y₂O₃相;涂层的显微硬度可达HV 350,约为AlCoCrFeNi高熵合金涂层硬度的2倍,强化效果明显。Y₂O₃的添加有利于促进涂层中体心立方相的形成和YAl₂相的析出,能有效提高高熵合金涂层的硬度及耐磨性能。