相对运动速度对电刷镀镍镀层组织结构和性能的影响

采用新型的内孔电刷镀技术对失效的发动机缸套内表面进行了再制造。利用SEM,XRD,TEM,显微硬度计和CETR显微磨损试验机,考察了不同相对运动速度下电刷镀镍镀层的组织结构和性能,并与传统电镀Watts Ni进行了对比。结果表明:镍镀层均为面心立方结构,但电镀Watts Ni镀层表面粗糙,择优取向为(200)面,而应用电刷镀制备的镍镀层表面平整致密,无针孔、麻点等缺陷,择优取向为(111)面。随着相对运动速度从0.25m/s增加到1.00m/s,电刷镀层的(200)面择优取向逐渐降低,而(111)面择优取向逐渐增大;镀层的硬度由HV420增大到HV600,镀层的磨损失重由8.7mg降低到6mg。     

电流密度对自动化电刷镀Ni镀层组织结构和性能的影响

为提高电沉积镀层质量和自动化程度,开发了新型的自动化电刷镀技术。利用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜、X射线应力测试仪、数显显微硬度计和显微磨损试验机考察了不同电流密度下制备的电刷镀Ni镀层的组织结构和性能,并与电镀Watts Ni对比。结果表明,应用电刷镀制备的镍镀层组织平整致密,无针孔、麻点等缺陷;随着电流密度从4A/dm2增加到16A/dm2,电刷镀Ni镀层的(111)面择优取向逐渐降低,(200)面择优取向逐渐增加,镀层的晶粒尺寸和应力逐渐增大,硬度约在500～600HV之间波动,镀层磨损失重由6.8mg降低到5.2mg。     

氨基磺酸盐镀镍过程中内应力产生及变化的因素与机理

电沉积镍用途广泛,但常因应力问题而影响其应用.为此,采用薄片阴极弯曲法研究了氨基磺酸盐体系电镀镍层内应力的影响因素并对镀层内应力的形成机理进行了初步探讨.结果表明,升高电解液温度或降低阴极电流密度可以降低电镀镍层的拉应力;当电解液pH值为4.3时,电镀镍层具有最大的压应力,高于或低于此值时镀层的压应力减小,直至出现拉应力;电解液中Cl-浓度的增加会增加电镀镍层的拉应力.X射线衍射分析表明,电镀镍层的应力特性与其微观结构密切相关,镀层处于压应力时具有(200)择优取向;镀层处于拉应力时具有(220)和(111)择优取向.     

电刷镀镍钨合金层的抗高温软化性能

传统的快速刷镀镍层已不能满足工件高温服役的需要,为此,在镀镍液中加入钨酸钠制备了具有较强抗高温软化能力的镍钨合金镀层,对快速镍镀层和镍钨合金镀层进行加热保温,对比研究了温度对2种镀层表面形貌、硬度的影响。结果表明:在室温下两者都具有较高的硬度,达550HV左右;当加热到100℃时硬度达到最高值,约为600HV;600℃时,快速镍镀层的硬度只有180HV,而镍钨镀层的硬度仍可达到380HV左右。快速镍液中加入钨酸钠等制备的镍钨合金镀层具有较强的抗高温软化能力。     

空心微珠复合镀层的腐蚀摩擦学性能研究

用电厂副产品空心微珠和金属复合,以提高金属镀层的耐磨损性和抗腐蚀性。利用电沉积技术,在A3钢片上制备了含有微米级空心微珠粒子的镍基复合镀层。研究复合镀层的硬度、耐磨性、抗腐蚀性以及镀层的结构与空心微珠粒度的关系。结果表明:Ni基复合镀层的显微硬度比纯镍镀层高出100～180HV,且Ni复合镀层显微硬度随空心微珠粒度增大而增大,最大可以达到523.0HV;Ni复合镀层在陶瓷球下的耐磨性比纯镍镀层提高50%,而在钢球下的耐磨性则比纯镍镀层提高95%;抗腐蚀性提高79%～97%。     

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.     

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.     

回转体类零件表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2镀层的工艺研究

为保护在恶劣工作环境下工作的回转体零件,提高其表面显微硬度是一个有效的保护手段。针对回转体类零件表面Ni-P-ZrO_2镀层的显微硬度进行多变量工艺参数研究。采用JMP软件对喷射电沉积加工工艺进行试验研究,探究了电流、镀液温度、阴极回转速度以及镀液流速对显微硬度的影响,通过预测刻画器可得出镀层显微硬度最大值为756.56 HV,对应的最佳工艺参数为电流0.4 A,镀液流速3.91 m/s,阴极转速6.32 r/min,镀液温度60.93℃,该参数下制得的镀层硬度为737.74 HV,且镀层表面结构致密光滑,镀层质量优良,可为回转体类零件的镀层制备提供参考。     

Q235A钢电沉积镍的工艺优化

为了进一步探讨Q235A钢电沉积镍层残余应力、力学性能与镀覆工艺参数的关系,以瓦特镀镍液为基础,采用直流电沉积法,在Q235A钢表面电镀镍。采用X射线衍射仪、纳米力学测试系统、表面轮廓测量仪测试了镍镀层的残余应力、显微硬度、弹性模量及表面粗糙度;探讨了电流密度、温度、p H值对镍镀层力学性能的影响规律,以正交试验法优选了最佳工艺。结果表明:电流密度3.0 A/dm2,温度45℃,p H值3.5时,镍镀层的性能最佳,晶粒粒径为34.8 nm,镀层显微硬度达到3.86 GPa,弹性模量达到238 GPa,表面粗糙度为0.182μm。     

1,4-丁炔二醇对纳米晶镍镀层结构及性能的影响

为了探讨1,4-丁炔二醇对纳米晶镍镀层硬度和耐蚀性的影响,采用直流电沉积法在黄铜表面制备了纳米晶镍镀层。利用X7000 X射线衍射仪、FEI Quanta600 FE-SEM扫描电镜、DUH-211S动态超显微微米压痕仪、动电位极化曲线及阻抗谱,研究了不同浓度1,4-丁炔二醇对镍镀层结构、硬度及耐蚀性的影响规律。结果表明:随着镀液中1,4-丁炔二醇浓度的增加,镍镀层晶面的择优取向由(200)织构向(111)转变,晶粒尺寸减小;镍镀层硬度增加,在1,4丁炔二醇浓度为0.5 g/L时达到654 HV;在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中当1,4-丁炔二醇浓度为0.1 g/L时,镍镀层的耐腐蚀性最好。     

石墨烯增强相对镍基复合镀层的强化作用及镀层制备

为促进石墨烯基复合材料的制备和应用,利用电沉积的方法在碳素钢基体表面分别制备了石墨烯/镍复合镀层及纯镍镀层,利用扫描电镜（SEM）对镀层的形貌进行了观察分析,利用X射线衍射仪（XRD）对镀层的物相进行了分析,利用硬度测试仪对镀层进行了力学性能的评价。研究表明：在相同的制备条件下,对于石墨烯/镍复合镀层,石墨烯的引入使镍基晶粒细化,且由于石墨烯导电性能比镍好,在电沉积过程中,镍离子优先在石墨烯片上沉积形成包状凸起;而未添加石墨烯的纯镍镀层在沉积过程形成的是较为光滑平整的纯镍镀层,晶粒较大。XRD检测结果显示,整个电沉积过程无相变发生,石墨烯的引入使得沉积镍的晶粒细小,组织更致密。Raman检测结果显示沉积电流越小,沉积的石墨烯的2D峰与G峰的强度比值越大,分散效果越好。添加石墨烯的镍镀层硬度明显高于未添加石墨烯的镀层,最高硬度可达约530 HV_{4.9 N}。以上结果表明：利用电沉积技术将石墨烯作为第二相引入到金属基体中,是一种有效制备高性能石墨烯/金属复合材料的方法。     

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.     

电沉积法制备纳米晶材料的研究进展

综述了纳米晶的特点，纳米晶材料电沉积制备的原理和方法，介绍了电沉积纳米晶镍及镍基材料的硬度、拉伸性能、应力、耐磨、耐蚀性及热稳定性等性能研究及其应用现状。认为100μm以下的纳米晶电沉积层的高耐蚀耐磨性在汽车发动机、液压活塞等零部件上将会进一步应用，纳米晶镀层的热稳定性还需改善。     

脉冲电沉积纳米晶镍沉积层的力学性能研究

为了提高镍沉积层的显微硬度和抗拉强度,采用传统的Watt镀液通过脉冲电沉积制得纳米镍沉积层.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)方法分析了沉积层的表面形貌、织构和晶粒大小与脉冲参数的关系.分析表明,微观形貌为胞状结构,平均晶粒尺寸为10.3 nm;随着占空比减小,晶粒得以细化.研究了脉冲参数对纳米镍镀层显微硬度、抗拉强度的影响,最大显微硬度达到591 HV,最大拉伸强度达900MPa,分别为直流镍镀层的4.0和1.4倍;热处理试验表明,200℃热处理有利于提高镍镀层的显微硬度.     

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。     

钨酸钠含量对镁合金镍钨镀层性能的影响

目前,对镁合金表面镍钨合金镀层的研究多为化学镀镍钨磷三元镀层,工艺复杂,能耗高.采用电沉积法在AZ91D镁合金制备镍钨镀层,采用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱成分分析(EDS)和X射线衍射(XRD)对镀层的表面形貌和成分进行分析,用维氏硬度计测量镀层硬度,测量AZ91D镁合金及镀层在3.5 ％NaCl溶液中极化曲线,并结合盐雾试验判定其耐腐蚀性,研究了镀液中钨酸钠含量对所得镀层性能的影响.结果表明:随着镀液中Na2WO4·2H2O浓度的增加,镀层钨含量不断增加,镍钨置换固溶体数量增加,从而起到提高镀层硬度和耐磨性、细化镀层晶粒、提高耐蚀性的效果;Na2 WO4·2H2O浓度超过65 g/L时,继续添加Na2WO4·2H2O对镀层优化作用减弱;当Na2WO4·2H2O浓度为75 g/L时,镀层钨含量为25.06％,硬度达483 HV,自腐蚀电位-1.124 V,自腐蚀电流10.80 μA/cm2,所制备的镍钨镀层对镁合金基体具有耐磨耐蚀保护作用.     

电沉积Ag/纳米金刚石复合镀层及其性能

采用复合电沉积制备了Ag/纳米金刚石复合镀层,研究了沉积条件对镀层组成的影响,所得最佳沉积条件为阴极电流密度jk=8mA/cm2、搅拌速度n=400r/min和镀液中纳米金刚石粉体浓度为10g/L。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)表征了Ag/纳米金刚石复合镀层的表面形貌、组成和结构。结果表明,复合镀层具有复相结构,金刚石颗粒在镀层中分布较均匀,质量含量最高达到9wt%。显微硬度和电阻测试表明,随着Ag/纳米金刚石复合镀层中金刚石含量增加,复合镀层显微硬度显著增大;电阻率呈增加趋势。在5.0wt%Na2SO4溶液的Tafel实验说明,Ag/纳米金刚石复合镀层比Ag镀层具有更好的耐腐蚀能力。Ag/纳米金刚石复合镀层具有较好的结合力,外观呈亚光银。     

SiCp/Al复合材料表面电镀Ni-P合金的工艺研究

在高体积分数SiCp/Al复合材料表面镀覆一层Ni-P合金可有效改善其可焊性.为在体积分数60%的SiCp/Al复合材料表面电镀一层Ni-P合金,采用正交试验对电镀工艺参数进行了优化,研究了电镀前预处理工艺,并考察了预处理对电镀层的影响.由正交试验获得了最佳硬度和最佳表面质量的工艺参数;采用SEM、EDS、X射线衍射仪和显微硬度计等对镀层进行表征.研究结果表明:P含量通过影响Ni-P的晶体结构,进而影响其性能,随着P含量(9.38%~15.4%)的增加,Ni-P的非晶态结构越明显,硬度在P含量11.4%时达到最大值723.3 HV;与SiCp/Al表面SiC相上的沉积相比,电沉积Ni-P在Al相上的初始沉积迅速,且长大速度快,导致镀层微观表面凹凸不平.经165℃活化热处理及化学镀18 min后,再电镀40 min,获得的镀层微观表面平整、厚12.90~14.79μm.说明经过优化工艺参数和预处理,可制备表面平整且结合良好的Ni-P电镀层.     

甘氨酸对电镀镍层性能的影响

目前,国内将甘氨酸作为镀镍添加剂的研究很少。将甘氨酸作为镀镍液添加剂,研究了不同甘氨酸浓度对镀镍层微观形貌、显微硬度、耐磨性、阴极极化曲线的影响。结果表明:加入适量甘氨酸,可以得到表面结构细致平整的镀镍层。镀镍层的显微硬度随甘氨酸的浓度增加而增大。甘氨酸加入量小于3 g/L时,镀层的耐磨性随甘氨酸加量的增大而提高;镀层的磨损机理为磨粒磨损;但当甘氨酸浓度继续增加到4 g/L时,磨损过程中出现了镀层局部剥落现象,镀层的耐磨性下降。甘氨酸浓度的增加会增大镍电沉积的阴极极化程度。甘氨酸改善镀层表面形貌、提高镀层硬度的作用应该与其在镍沉积过程中增大阴极极化的能力有关。     

脉冲电沉积Ni-P/BN(h)复合镀层的组织结构与性能

目前,鲜见对Ni-P/Bn(h)复合电沉积层的制备及其性能的研究报道。在Q235钢表面脉冲电沉积了Ni-P/BN(h)复合镀层,并于400℃热处理80 min,对热处理镀层的组织结构、显微硬度、耐蚀性能和摩擦学性能进行了分析测试。结果表明:镀态复合镀层为非晶态结构,400℃热处理后发生晶化,显微硬度显著提高,达到907.5 HV2 N;在3.5%NaCl和10%H2SO4腐蚀介质中,镀层几乎未发生全面腐蚀;镀层在干摩擦条件下表现出良好的减摩耐磨性能,低载时为轻微磨粒磨损,随载荷增大表现为磨粒磨损和黏着磨损的混合磨损机制。