脉冲电沉积Ni-W-P合金工艺的研究

为了研究Ni-W-P合金脉冲电沉积中脉冲参数对镀速和镀层中钨、磷含量的影响以及对镀层耐蚀性和硬度的影响,采用称重法、硫酸浸泡法、日本岛津EPMA-1600型电子探针以及HX-1型显微硬度计对Ni-W-P合金工艺进行了研究.结果表明,镀层的沉积速率、镀层成分及镀层的性能都随脉冲频率和占空比的变化而变化;Ni-W-P镀层的脉冲电沉积速率比直流电沉积大,脉冲镀层的耐蚀性和硬度都优于直流镀层,其耐蚀性还优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.本工艺操作方便,镀层性能稳定.     

脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的性能

Ni-P/纳米Al2O3复合镀层具有良好的耐磨、耐腐蚀性能,但有关脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的报道较少.采用脉冲电沉积方法制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层,研究了复合镀层的表面形貌、结构及其在5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并对300,400,500℃热处理后的复合镀层的显微硬度进行了测试.结果表明:Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的耐蚀性优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,但比Ni-P合金镀层差;随镀液中纳米Al2O3浓度增大,复合镀层的显微硬度提高,镀液中纳米Al2O3浓度为25.0 g/L时制得的复合镀层的硬度为685.5 HV;Ni-P/纳米Al2O3复合镀层经400℃热处理后硬度最高.     

电镀镍磷合金工艺初探

电镀镍磷与化学镀镍磷相比具有沉积速度快、镀液温度低、稳定性高、可以镀厚镀层、成本低等优点,但与常规电镀相比镀液和镀层性能不稳定,电流效率低.对几种电镀镍磷合金镀液进行比较,通过中性盐雾试验,全浸泡腐蚀试验,镀层孔隙率、结合力和硬度测试,得到溶液的主要成分为硫酸镍、氯化镍、次亚磷酸钠、硼酸、氟化钠,并研究了次亚磷酸钠的含量和阴极电流密度对镀层硬度和耐蚀性的影响.结果表明,随着次亚磷酸钠含量的增加,镀层的耐蚀性增加,当次亚磷酸钠含量为50 g/L、电流密度为5 A/dm2时,镀层的硬度最高(492 HV);镀层中磷的含量为12.1%,沉积速度为54 μm/h,热处理后硬度可达916 HV.使用次亚磷酸盐型镀液,镀层结晶细致、光亮、结合力好、硬度高、沉积速度快.     

不同锡含量Ni-Sn-P化学镀层的制备及性能

为了制备不同锡含量的Ni-Sn-P化学镀层并研究其性能,利用X射线荧光光谱等分析了主盐、还原剂、配位剂浓度对镀层锡含量的影响,考察了热处理前后锡含量对镀层耐蚀性和显微硬度的影响.结果表明:镀液中氯化锡浓度在20～40 g/L时,随着其浓度的提高,镀层中锡含量增加,继续增加其浓度时,镀层中锡含量下降;提高柠檬酸三钠和乳酸的浓度有利于锡的沉积,而提高酒石酸钾钠、次磷酸钠的浓度对锡含量的增加不利;热处理后,镀层的腐蚀速率和孔隙率提高;锡含量提高时,镀态镀层和热处理镀层的腐蚀速率和孔隙率显著下降;锡含量在2.5%～12.1%时,镀层热处理前后的显微硬度均在550～650 HV之间,且随着锡含量的增加,镀层硬度增加;镀态镀层热处理后,显微硬度有小幅提高.     

硫酸镍浓度对脉冲电沉积Ni-W-P合金的影响

Ni-W-P三元合金镀层用于油井设备防腐蚀效果优良,但目前采用脉冲电沉积法制备该三元合金的工艺尚不成熟。利用脉冲电沉积法在抽油杆钢30Cr Mo表面制备Ni-W-P三元合金镀层,通过电子探针(EPMA)及X射线衍射(XRD)分析,研究了镀液中不同硫酸镍浓度对镀层化学成分及结构的影响,采用显微硬度计和Tafel极化曲线测试考察了镀层的硬度及耐蚀性。结果表明:硫酸镍浓度为70~80 g/L时,镀层中W,P含量较高且为非晶结构,镀层具有较高的硬度和较好的耐蚀性;脉冲电沉积Ni-W-P镀层的过程符合诱导共沉积机理。     

Ni-P和Ni-Cu-P化学镀层对比研究

利用SEM、DSC、XRD、中性盐雾试验和显微硬度分析等手段,对Ni-10.54%P及Ni-9.25%Cu-10.23%P化学镀层的组织特征、相结构转变、热稳定性、耐蚀性和硬度进行了比较.结果表明:(1)两种镀层均匀致密,均为胞状结构和非晶态组织;(2)Ni-P镀层仅发生从非晶相向稳定的Ni3P相转变,而Ni-Cu-P镀层则先生成Ni-Cu固溶体和亚稳中间相Ni5P2,再向稳定相Ni3P转变;(3)Ni-Cu-P镀层的热稳定性高于Ni-P镀层;(4)镀态和低温热处理条件下两种镀层的硬度相差不大,Ni-P镀层经400 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值981.1 HV,但Ni-Cu-P镀层经500 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值1 144.8 HV;(5)镀态时Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率只有Ni-P镀层腐蚀速率的2.85%;经过400 ℃、120 min相同条件的热处理,Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率仅为Ni-P镀层腐蚀速率的0.351%.     

热处理温度对Ni-W-P化学镀层结构和性能的影响

为了改善Ni-W-P化学镀层的耐蚀性,提高镀层硬度,将其在不同温度下进行热处理,通过扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等技术研究了热处理温度对镀层结构、耐蚀性、硬度及表面形貌的影响.结果表明:热处理后,镀层具有较高的硬度,400℃时高达1 120 HV;镀态镀层为非晶态,随着热处理温度的升高,镀层经历了非晶态、混晶态、晶态过程,且热处理后镀层晶粒长大.     

低温镀铁液中Al2O3含量对镀层性能的影响

低温镀铁液中,不同的Al2O3含量对镀层的显微硬度、沉积速率、腐蚀速率和耐磨性能都有相当的影响:镀液中Al2O3含量增加,沉积速率上升,镀层的硬度和耐磨性显著提高,耐蚀性比基质金属镀层略低,Al2O3为40g/L时镀层的显微硬度最大,耐磨性最好,综合能力最佳.     

镍钨磷合金电镀层的性能研究

通过对Ni-W-P合金电镀层在200 ℃、0.5 h热处理后的XRD和SEM分析发现,不论镀态还是热处理态,镀层结构均为非晶态,且晶粒均匀,晶界清楚,热处理后晶粒略长大.在盐酸和硫酸介质中的耐蚀性测试结果表明,热处理后镀层的耐蚀性略高于镀态的耐蚀性;通过析氢性能测得镍基合金的电催化活性依次为:Ni-W-P＞Ni-P＞Ni-W＞Ni.     

热处理对电沉积Ni-W合金镀层组织结构、硬度及耐蚀性的影响

为了提高直流电沉积Ni-W合金镀层的显微硬度,改善其耐腐蚀性能,对镀层进行了热处理,研究了热处理温度和时间对镀层组织结构、硬度及耐蚀性的影响.结果表明:在一定的温度和时间范围内对镀层热处理可较大提高其硬度和耐蚀性;500℃保温1 h热处理后镀层的综合性能最好,显微硬度最高,可达1 010.44HV,且在3.5%NaCl...     

热处理对Ni-P合金镀层组织结构、显微硬度与耐蚀性能的影响

目前,有关热处理对Ni-P合金镀层组织结构与性能的影响研究不够深入。采用脉冲电沉积方法在Q235钢表面制备Ni-P合金镀层,并在200～500℃下进行热处理。利用X射线衍射仪分析镀层的相结构,用电化学极化曲线和扫描电子显微镜(SEM)对镀层在3.5%NaCl,10%HCl和10%H2SO4溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,提高热处理温度,Ni3P相的析出速度增大,Ni-P合金镀层的晶化时间减少,达到最高硬度所需的热处理时间相应缩短,镀层经300℃和400℃热处理后的最高硬度分别达到862.8 HV2N和887.4HV2 N;Ni-P合金镀层热处理晶化后,其耐蚀性能显著降低,在3种腐蚀介质中均发生点蚀。     

非晶态Ni-Cu-P合金镀层的结构及性能研究

研究了化学镀Ni-Cu-P非晶态合金镀层的成分，结构、硬度及形貌等性能．研究结果表明：镀层中铜含量随着镀液中硫酸铜浓度的增加而提高，镍、磷含量随着镀液中硫酸铜浓度的增加而降低。由于铜具有优先析出的特征，导致合金镀层中Cu／Ni质量比远高于镀液中Cu^2＋／Ni^2＋质量比．在镀态下，Ni-Cu-P合金镀层为含铜、磷原子的镍基饱合固溶体．X-ray衍射表明：在镀态下及300℃以下热处理时，Ni-7．929％Cu-8．227％P（质量分数）合金镀层为非晶态结构，经400℃热处理后，开始有热力学平衡相Ni3P和Cu3P析出，合金镀层已转为晶态结构．Ni-7．929％Cu-8．227％P合金镀层的硬度随热处理温度的升高而增加，在400℃时，硬度达到最大值（845HV），热处理温度继续升高，合金镀层的硬度反而下降．     

促进剂及其优化对化学镀Ni-Sn-P层性能的影响

为了提高Ni-Sn-P化学镀层的沉积速率与镀液的稳定性,采用化学镀Ni-P合金复合稳定剂,研究了促进剂丙酸、甘氨酸、丁二酸对化学镀Ni-Sn-P镀层性能的影响,通过正交试验对3因素进行了优化,对镀速、孔隙率及显微硬度进行了测定.结果表明:甘氨酸、丙酸和丁二酸对镀层加速越快,镀层孔隙率越低、硬度越高;甘氨酸、丙酸对化学镀Ni-Sn-P加速显著;甘氨酸和丁二酸对镀层硬度都有所提高,而丙酸对Ni-Sn-P镀层硬度影响较小;甘氨酸、丙酸和丁二酸使化学镀Ni-Sn-P镀层的孔隙率都有不同程度降低,其中甘氨酸和丙酸作用显著;当甘氨酸为25 mg/L、丙酸为4 mL/L、丁二酸为2.5 g/L时,镀速提高至14～15 μm/h,硬度为480～550 HV0.5 N,孔隙率几乎为0.     

α-Al2O3含量对Ni-P复合化学镀层结构及性能的影响

为改善镍磷复合化学镀层的性能,利用X射线荧光光谱、X射线衍射等分析方法研究了α-Al2O3在镀层中的含量对镀层硬度、耐磨性、孔隙率及镀层结构的影响.结果表明:镀液中α-Al2O3加入量小于1 g/L时,随镀液中α-Al2O3浓度的增大,镀层中α-Al2O3的含量提高,镀层硬度与耐磨性增大,孔隙率略有增加;当镀液中α-Al2O3含量为1 g/L时,镀层中α-Al2O3的含量达到最大值4.8%,镀态硬度达到750 HV,约为Ni-P镀层的1.5倍,耐磨性约是Ni-P镀层的5.0倍;镀态镀层为Ni-P非晶与α-Al2O3晶体组成的复合镀层,经400℃热处理1 h后,镀层晶化为Ni3P晶体、Ni基固溶体,表面生成NiO晶体,镀层中α-Al2O3的结构不变.     

热处理温度对Ni-W-P脉冲电沉积层耐蚀性的影响

为了进一步提高电沉积Ni-W-P合金层的耐蚀性,将其在不同的温度下热处理1h,利用XRD谱研究了热处理温度对合金层微观组织的影响,采用Tafel曲线、EIS技术研究了热处理温度对其在3.5%NaCl溶液中耐蚀性的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,Ni-W-P合金镀层由非晶态结构逐渐转变为晶态结构,400℃时晶化析出了Ni及Ni3P相,其晶粒尺寸随温度升高逐渐增大;镀层的耐蚀性随热处理温度的升高先增强后降低,400℃时镀层的耐蚀性最好。     

非晶态Cr-C合金镀层性能及晶化过程研究

采用电沉积法制备非晶态Cr-C合金镀层,利用X射线衍射和扫描电子显微镜对镀层结构和形貌进行表征,并对镀层进行硬度、耐磨性、耐腐蚀性及热处理实验。结果表明,非晶态Cr-C合金镀层硬度、耐磨性和耐腐蚀性均明显优于普通晶态镀层;施镀态镀层硬度为997HV0.025,在300～600℃范围内发生晶化反应并析出Cr7C3、Cr23C6化合物,硬度可达1610HV0.025。     

复合稳定剂对化学镀镍-磷合金的影响

为满足化学镀镍对镀液稳定性、沉积速率和镀层性能的要求,研究了化学镀Ni-P合金的多种复合稳定剂组合.对镀液稳定性、沉积速率以及镀层的孔隙率、耐蚀性和结合力进行了测试.结果表明,使用优选的复合稳定剂ZD(由不饱和有机酸、无机盐和含硫化合物复配而成),在86～88 ℃下,向50 mL化学镀液中加入100mg/L的PdCl2溶液3 mL,243 s无沉淀;镀层孔隙率为0.06个/cm2,耐浓硝酸时间为171 s,镀速为18.5 μm/h,结合力满足GB/T 13913-92要求.该复合稳定剂协同效果好,不含重金属离子,符合环保要求.     

pH值对42CrMo钢Ni-W-P化学镀液稳定性及镀层性能的影响

在42CrMo钢基体上制备了Ni-W-P化学镀层,研究了pH值对镀液稳定性和镀层沉积速度的影响,并对镀层进行了扫描电镜(SEM)观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)分析及显微硬度、耐磨性和耐蚀性测试。结果表明,当镀液pH值为8.0时,镀液稳定性最好,镀层沉积速度较快。镀层由Ni、Ni5P2、NiW2P3和NiW组成,具有非晶态结构,表面均匀且致密。随着镀液pH值升高,镀层硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先升高后降低的趋势。     

Ni-Fe-NiFe_2O_4电沉积层的制备及其性能

在镀液中添加铁氧体粒子制备Ni-Fe基磁性复合镀层是电沉积技术一个新的发展方向,目前相关研究不多。采用电沉积法在铜片上制备了Ni-Fe-NiFe2O4复合镀层,用电化学方法、金相显微镜及能谱仪研究了镀液中NiFe2O4含量、电流密度、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等对复合镀层性能的影响。结果表明:复合镀层硬度随镀液中NiFe2O4含量的增加先增大后减小,含量为15 g/L时镀层硬度达370 HV,耐蚀性最好;随电流密度增大,沉积速率加快,镀层显微硬度增加,耐蚀性略有提高;加入CTAB能提高镀层中微粒的复合量,可在较低的电流密度下获得孔隙小、致密度高的镀层,显微硬度也有所提高,但耐蚀性略有下降;在温度为60℃,镀液中NiFe2O4含量为15 g/L,电流密度为5 A/dm2,CTAB含量为0.1%(质量分数)时,可获得性能较好的复合镀层,镀层中NiFe2O4含量较高,均匀致密,微观表面粗糙,无裂纹,与基体结合良好。     

稀土铈对低温镀铁层性能的影响

为了提高低温镀铁层的综合性能,扩大低温镀铁工艺的应用范围,分别探讨了镀液中不同CeCl3含量时低温镀铁的沉积速率、镀层的显微硬度、腐蚀速率和镀液抗氧化性等。结果表明:随着镀液中稀土Ce含量的增加,镀铁层的沉积速率增大,耐蚀性和镀液抗氧化性增强,镀铁层与基体的结合强度减弱;稀土Ce的添加可显著提高镀铁层的显微硬度,CeCl3浓度为0.5 g/L时,镀铁层的显微硬度最高,综合性能最佳。