汽车齿轮钢电沉积Ni-TiN镀层的制备及耐磨性研究

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声波脉冲电沉积方法,在汽车齿轮钢20CrMnTi表面制备Ni-TiN镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及摩擦磨损试验机等研究Ni-TiN镀层的微观组织、显微硬度和耐磨性能。结果表明,在超声脉冲电沉积获得的Ni-TiN镀层中,金属晶粒得到显著细化,组织结构最为致密,且TiN纳米微粒均匀分布于镀层中,Ni晶粒和TiN微粒的平均粒径分别为76.5和41.4nm。当电沉积时间为50min时,直流电沉积、脉冲电沉积和超声脉冲电沉积制得的Ni-TiN镀层显微硬度分别为841,882和923 Hv,超声波脉冲电沉积Ni-TiN镀层的耐磨性最优。     

正交试验优化脉冲磁场-电沉积Ni-TiN复合镀层工艺研究

为改善钻井泥浆泵活塞的耐磨性能,采用脉冲磁场-电沉积方法在40Cr试件表面制备Ni-TiN复合镀层。利用磨损试验机、电子分析天平、扫描电镜、正交试验法研究并优化Ni-TiN复合镀层的制备工艺参数。结果表明,当磁场强度为0.5T时,Ni-TiN复合镀层的磨损量到达最小值0.72 mg,当阴极电流密度和占空比分别为2.2A/dm2和50%时,Ni-TiN复合镀层的磨损量达到最小值6.4 mg。脉冲磁场-电沉积Ni-TiN复合镀层的最佳工艺参数为磁场强度0.5T,电流密度2.2A/dm2,占空比40%。     

工艺参数对脉冲电沉积Ni-TiN纳米镀层微观组织和性能的影响

电沉积技术是一种方便、高效、低成本制备金属基纳米镀层的方法,其工艺参数直接决定金属基纳米镀层的微观组织及性能。为系统研究电沉积工艺参数对金属基纳米镀层表面形貌、显微组织、力学性能及耐磨损性能的影响规律,本实验采用脉冲电沉积制得Ni-TiN纳米镀层,并利用透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机研究了工艺参数对Ni-TiN纳米镀层的显微结构、显微硬度和性能的影响。结果表明,当电流密度为4A/dm~2时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为984.7HV,TiN微粒复合量为8.69%(质量分数)。采用不同脉冲频率制得的Ni-TiN纳米镀层,其晶面原子呈现不同方向的面心立方晶格结构。当脉冲频率为200Hz时,Ni-TiN纳米镀层中Ni和TiN的平均粒径分别为87.2nm和34.6nm。当脉冲占空比为20%时,Ni-TiN纳米镀层的显微硬度为980HV,其平均磨损量为7.56mg/mm2。     

基于AR模型的Ni-TiN纳米镀层显微硬度预测研究

以前期研究工艺参数为基础,利用超声-电沉积的方法制备Ni-TiN纳米镀层。采用X射线衍射仪(XRD)、高分辨电子显微镜(HRTEM)及纳米压痕仪(NI)对Ni-TiN纳米镀层的组分、显微组织和显微硬度进行观察和分析;利用AR模型对Ni-TiN纳米镀层的显微硬度进行预测。结果表明,在Ni-TiN纳米镀层中,存在Ni和TiN两相;当超声功率为200W、TiN浓度为4g/L时,镀层中镍晶粒和TiN粒子的平均粒径分别为50和30nm。利用AR模型可以对Ni-TiN纳米镀层的显微硬度进行预测,且预测结果的最大相对误差为3.22%。     

超声辅助脉冲电沉积Ni-TiN复合镀层的结合力和耐蚀性

超声辅助脉冲电沉积综合了超声波空化效应的解团聚和搅拌作用以及脉冲电流瞬时电流密度高、电流参数可控等特点,是制备纳米复合镀层的有效方法.采用超声辅助脉冲电沉积技术制备了Ni-TiN纳米复合镀层,并用扫描电镜及能谱分析系统、显微硬度计、划痕仪和电化学工作站研究了Ni-TiN复合镀层的微观结构、结合力和耐蚀性.结果 表明:电流密度、脉冲占空比和超声功率对复合镀层中TiN复合量有一定影响.当电流密度为4 A/din2,占空比为40％,超声功率为300W时,复合镀层中TiN粒子复合量为9.98％(质量分数),显微硬度值为741 HV,复合镀层表面晶粒细小、平整致密,复合镀层与基底结合良好,结合力为704.77 MPa;同时复合镀层表现出较优的耐腐蚀性能.     

汽车轴承用GCr15钢表面制备Ni-TiN纳米镀层研究

采用超声波辅助电沉积方法在GCr15钢表面制备了Ni-TiN纳米镀层,并利用摩擦磨损试验机、显微电子天平、扫描电镜、X射线衍射仪等仪器对Ni-TiN纳米镀层的磨损量、表面形貌及物相组成情况进行分析。结果表明,当超声波功率为150 W时,镀层磨损量达到最小值1.1 mg。Ni-TiN纳米镀层的平均显微硬度为648.5 Hv,其平均摩擦因数约为0.45。Ni-TiN纳米镀层主要存在Ni、Ti、N等元素,且Ni元素衍射角分别位于44.8,52.2和76.8°处,TiN粒子的衍射角位于36.7,42.6和61.8°。     

热处理温度对纳米Ni-TiN复合镀层的影响

恰当的热处理工艺参数是提高纳米Ni-TiN复合镀层性能的关键因素。采用超声-脉冲电沉积的方法制备了纳米Ni-TiN复合镀层,分析了热处理温度对Ni-TiN复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨性能以及结合强度的影响规律。研究表明:热处理温度对镀层的耐腐蚀性和镀层与基体的结合力都有重要的影响,当热处理温度为400℃时,纳米Ni-TiN复合镀层不仅具有平整的表面,而且具有优良的耐腐蚀性;而镀层的结合强度在300℃时最佳。     

电沉积Ni-P非晶纳米SiC复合镀层的工艺研究

为了提高非晶镀层的硬度,在Ni-P镀液中加入高硬度、高耐磨性的纳米微粒SiC,采用电沉积方法制备了Ni-P非晶纳米SiC复合镀层.研究了工艺温度、电流密度和镀液中SiC浓度对非晶纳米复合镀层中P含量和SiC纳米颗粒分布的影响,并用扫描电镜对镀层表面进行了观察,通过纳米显微力学探针测量了镀层硬度.结果表明:随电流密度增大和镀液中SiC含量的增加,镀层中纳米SiC的复合量增加;镀液温度在60℃时,镀层中SiC含量最大,复合镀层的硬度显著提高,可达到7.4 GPa,比普通的Ni-P非晶镀层大为提高.     

超声波对纳米Ni-TiN复合镀层的影响

采用超声-电沉积的方法制备纳米Ni-TiN复合镀层.利用原子吸收分光光度计(AAS)、高分辨率电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射仪(XRD)研究超声波对复合镀层含量、显微组织及微观结构的影响.结果表明,超声波的引入,不仅能提高复合镀层中纳米TiN粒子的含量,还能明显改善显微组织结构,细化晶粒.在超声波功率为200W时,镀层中粒子含量达到最大值9.9%.     

工艺参数对Ni-SiC纳米镀层SiC粒子复合量的影响

采用超声波辅助电沉积方式,在45钢表面制备了Ni-SiC纳米复合镀层。根据阴极电流密度、PH值和搅拌速度对Ni-SiC纳米复合镀层SiC粒子复合量的影响,获取Ni-SiC纳米复合镀层最佳条件的工艺参数;并利用扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)研究工艺参数对Ni-SiC纳米复合镀层表面形貌和微观组织结构的影响。结果表明,获取Ni-SiC纳米复合镀层最佳工艺参数为阴极电流密度6A/dm~2,pH值=4,搅拌速度300r/min。由最佳工艺参数制得的Ni-SiC纳米复合镀层表面呈胞状,SiC粒子粒径尺寸较小,其平均粒径为21.5nm。     

脉冲电沉积纳米Ni-TiN复合镀层

为了改善基体的耐磨性能,采用脉冲电沉积法,在不锈钢基体上制备纳米Ni-TiN复合镀层.研究了TiN粒子浓度、电流密度及搅拌速度等对复合镀层磨损量的影响.利用高分辨电子显微镜对复合镀层进行观察,并进行腐蚀试验测试.结果表明:纳米Ni-TiN复合镀层的最佳工艺参数为TiN粒子的浓度4 g/L,电流密度4 A/dm2,搅拌速度2000 r/min.在纳米Ni-TiN镀层中,纳米TiN粒子的直径均不超过50 nm,镍晶粒得到细化;且该复合镀层具有优良的耐腐蚀性.     

超声电沉积法制备Ni-Y_2O_3纳米复合镀层的工艺

Y2O3-Ni复合电沉积层性能优异,用途颇多,但目前有关这方面的研究报道较少.采用超声波技术电沉积制备了Ni-Y2O3纳米复合镀层,考察了制备工艺参数对复合镀层中Y2O3含量和镀层硬度的影响,采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对纳米复合镀层的表面形貌进行了分析.结果表明,Y2O3添加量20g/L、Jc 2 A/dm2、超声波功率300 W时,复合镀层的表面组织均匀致密、晶粒细小且显微硬度较高;超声波空化作用产生的微射流可以减少纳米颗粒团聚,提高镀层的性能.     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合层的微观结构及性能

为了改善纳米复合镀层的物理、力学性能,以电泳-电沉积工艺制备了具有较高纳米Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层.用SEM、TEM、显微硬度计等对复合镀层的表面微观形貌、显微硬度以及耐磨性能进行了分析;探讨了电泳液中α-Al2O3微粒浓度、电沉积电流密度对复合镀层表面微观形貌、显微硬度及其与基体的结合力的影响.结果表明:α-Al2O3纳米粒子弥散分布于镀层之中,并对基质金属晶粒产生细化作用;电泳液中α-Al2O3微粒浓度对复合镀层表面微观形貌影响较大,电沉积电流密度对微观形貌无明显影响;随着电泳液微粒浓度和电沉积电流密度的增大,复合镀层显微硬度均呈下降趋势,在电泳液微粒浓度8 g/L,电沉积电流密度0.5A/dm2时,复合镀层具有最大显微硬度442 HV,较纯镍镀层有明显提高.镀层中微粒体积分数约为30％时,镀层的耐磨性能及与基体的结合性能最为优异.     

纳米金刚石复合镀层制备工艺的研究

纳米金刚石复合镀层具有金刚石和纳米颗粒的双重特性,应用前景广阔.采用复合电镀法制备了Ni-纳米金刚石复合镀层,考察了阴极电流密度、镀液pH值以及搅拌强度对纳米复合镀层显微硬度的影响,并分析了Ni-纳米金刚石复合镀层的共沉积过程.结果表明,选择适当的共沉积工艺参数,可以制备出同底材结合牢固,金刚石微粒弥散较均匀的高硬度纳米复合镀层,基质Ni中金刚石粒子的含量与镀面的机械俘获粒子的能力有关.     

Ni-W-SiC纳米复合电镀工艺的研究

采用一种新型的分散方法促使纳米SiC在镀液中的均匀有效分布.初步探讨了工艺参数对复合镀层的影响,着重研究阴极电流密度对Ni-W-SiC纳米复合镀层表面形貌、断面形貌、n-SiC共析量和显微硬度的影响.结果表明:在其他工艺不变的条件下,选择适当的电流密度可制备出形貌良好、成分均匀、硬度较高的纳米复合镀层.     

超声-射流电沉积Ni/Co-TiN纳米镀层的工艺参数优化及性能研究

为提升40Cr钢的力学性能,采用超声-射流电沉积法在其表面制得Ni/Co-TiN纳米镀层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）测试镀层的表面形貌、元素组成及相结构,并采用显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站对镀层显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能进行测试。随着镀液中TiN纳米粒子浓度、射流速度或超声波功率的增大,Ni/Co-TiN纳米镀层的显微硬度均呈现先提高后降低的变化趋势。由正交试验结果可知,镀层制备的最优工艺参数组合为：射流速度4 m/s,超声波功率120 W,TiN纳米粒子浓度10 g/L。该工艺参数组合下制备的Ni/Co-TiN纳米镀层的表面形貌平整致密,Ni/Co晶粒尺寸得到明显细化,TiN粒子弥散分布其中;镀层的显微硬度高达689.82 HV,其摩擦系数较小且磨损失重较少,镀层自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-0.338 V和2.13×10^-6 A/cm²。     

热处理对纳米Ni-TiN复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用超声-电沉积的方法制备了纳米Ni-TiN复合镀层。测试了不同热处理温度下纳米Ni-TiN复合镀层的硬度和磨损量,对镀层的摩擦磨损性能进行了分析。结果表明,热处理温度在300℃时纳米Ni-TiN复合镀层的硬度和耐磨性能最佳,硬度为932.28HV,磨损量为13.5mg;复合镀层的摩擦系数随着热处理温度的升高而略有增大。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层中粒子复合量的影响

采用超声-脉冲电沉积法制备了Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层,研究了工艺参数对镀层中CeO2及TiN粒子复合量的影响,并对镀层的表面形貌及成分进行了测试和分析。结果表明,超声-脉冲电沉积Ni-TiN-CeO2纳米复合镀层的最佳工艺参数为阴极电流密度4A/dm2,TiN粒子添加量15g/L,CeO2粒子添加量40g/L,正向脉冲占空比20%,超声波功率180W。在该工艺条件下,可获得CeO2质量分数为3.3%、TiN质量分数为4.4%的Ni-TiN-CeO2二元纳米复合镀层。同时,TiN与CeO2二元纳米粒子的加入,充分发挥了两种纳米粒子复合的协同效应,优化了粒子与基质金属的共沉积方式,大大改善了镀层质量。     

Au/纳米SiC颗粒复合镀层的制备工艺及性能

研究了纯铜表面Au/纳米SiC颗粒复合镀层的制备工艺,特别是镀液中SiC悬浮量及阴极电流密度对复合共沉积的影响.通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)等对镀层的形貌、成分、结构组成进行了分析,结果表明镀层中复合了一定量的纳米SiC.显微硬度结果显示,复合镀层的显微硬度较纯金镀层有很大的提高.     

纳米Ni-SiC非晶态复合镀层的制备工艺及性能研究

采用超声-电沉积法,在45钢表面制备纳米Ni-SiC非晶态复合镀层.研究镀液中纳米SiC粒子的悬浮量、超声功率和电沉积条件对复合镀层的影响.利用扫描电镜、电子探针、显微硬度计和摩擦磨损试验机等对复合镀层的形貌、组织结构及性能进行分析研究.结果表明,采用适当的超声-电沉积工艺(SiC粒子的悬浮量4 g/L,超声功率200 W),可以制备性能较好的纳米Ni-SiC复合镀层,其磨损量约为镍镀层的1/5,显微硬度是镍镀层的3倍左右.