稀土元素在化学镀镍中的应用

本文主要探讨稀土元素在化学镀镍－磷合金,镍－磷－氮化硅化学复合镀中的应用。稀土元素添加剂在与之相适宜的镀液中可以提高镀速,降低工艺温度,延长镀液寿命,改善镀层的耐磨性和腐蚀性能。     

镍磷复合镀层的组织与磨损性能

本文研究了化学镀镍磷合金复合碳化硅镀层的组织与磨损性能及机理。在镍磷合金化学镀液中,加入碳化硅粒子(3～5μm),形成复合镀层,且碳化硅粒子与镍磷基质机械结合,复合镀层保持镍磷合金的组织结构。复合镀层表现出更高的硬度,具有良好的耐磨性,随硬度的提高,耐磨性增加;在滑动磨损条件下,碳化硅粒子起抗磨作用,复合镀层抗磨粒磨损性能好。     

质子交换膜燃料电池用铝合金双极板研究

以铝合金为基体材料的双极板,用电脑雕刻方法制作流场,采用碱性-酸性双镀液体系化学镀镍磷合金镀层.研究了热处理对镍磷合金镀层的表面形貌和耐腐蚀性的影响.结果表明,铝合金双极板经过化学镀镍磷合金后,可以满足质子交换膜燃料电池的性能要求.     

40CrNiMo表面电刷镀的研究

为了改善40CrNiMo的耐磨、耐蚀性,提高其表面硬度,选用La2O3含量不同的镍磷镀液对40CrNiMo进行电刷镀,并对镀层性能进行研究。结果表明:40CrNiMo基体上刷镀镍磷镀层后,其镀层硬度、耐磨性、耐腐蚀性等表面性能得到明显提高。同时,在镍磷镀液中添加适量稀土有助于提高耐磨性能、耐腐蚀性能和硬度。     

光亮剂对化学镀镍磷工艺及其镀层性能的影响

研制开发了一种新型的化学镀镍光亮剂。试验结果表明，光亮剂在化学镀镍过程中没有参与反应，却对磷的沉积起到了积极的催化作用，显著地提高了镀层中的磷含量；当光亮剂的加入量达到5～6mL/L时，镀层中的磷含量可提高到35.63%～39.03%，同时可得到全光亮的镍-磷合金镀层，有效地改善了镀层的表面质量，且出光速度快，镀液稳定可靠。通过扫描电镜和X射线衍射对高磷镍-磷合金镀层的分析表明，镀层为非晶态结构。显微硬度，磨损率以及耐蚀性测试结果表明，镀态下镍-磷合金镀层的硬度，耐磨性和在10%盐酸中的耐蚀性随着光亮剂的增加而降低。     

稀土元素对酸性化学镀镍的影响*

在酸性化学镀镍磷合金镀液中添加稀土元素(La、Pr、Nd),研究了其对镀速的影响。对镀层进行了XRD分析,用SEM观测表面形貌,EDX分析镀层组成,并进行了耐腐蚀极化曲线测定。结果表明在镀液中添加稀土离子能显著降低镀速,甚至完全终止Ni-P的沉积。镀液中添加稀土时,镀层中不含稀土元素,镀层仍为非晶态结构,但P含量略有降低,镀层的表面形貌发生了变化。镀液中含稀土(La、Pr、Nd)时,所得镀层在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位降低,腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性降低。     

热处理对ZL102合金化学镀Ni-P-SiC镀层结构与性能的影响

采用直接化学复合镀法在ZL102合金表面制备了Ni-P-SiC复合镀层,经不同温度热处理后,利用XRD、DSC、扫描电镜等对复合镀层的结构和形貌进行了分析,并对镀层的结合力、显微硬度、耐蚀性及耐磨性等进行了测试。结果表明:镀态镀层由晶态相和非晶态相组成,热处理过程中非晶态相向晶态转化;镀层的显微硬度随热处理温度的升高呈先升后降的趋势,在400℃时达到最大值1395.28 HV;镀层经400℃×1 h热处理后,镀层中的镍和磷原子向铝基体中扩散,复合镀层与基体结合良好,耐磨性和耐蚀性较基体有很大程度的改善,但热处理后镀层的耐蚀性与镀态的相比有所降低。     

化学复合镀镍-磷-金刚石镀速的研究

研究了在化学校镍磷合金镀液中加入金刚石微粒形成镍-磷-金刚石复合镀层的共沉积过程，分析镀液中各成分及操作条件对合金镀层沉积速度的影响，并对镀层的组织和性能进行了测试，结果表明：Ni—P—金刚石复合镀层镀速可达28μm/h，硬度可达HV0.11850左右。     

化学成分及热处理对镀镍层耐磨性的影响

试验研究了化学成分与热处理对化学镀镍层耐磨性的影响。磷含量的改变使镀镍层的组织结构变化,低磷固溶体4.0％P合金的磨损体积低于非晶态9.O％P合金,经过175~600℃热处理,耐磨性具有不同的变化;镀镍层中复合硬质相SiC,耐磨性优于镍磷合金层,并随热处理改变。     

镍钨-D/SHS TiB2复合摩擦电喷镀的研究

采用摩擦电喷镀技术制备了镍钨-D／SHS TiB2复合镀层，研究了复合镀层的组织、结构以及耐磨等性能。实验结果表明，复合镀层致密连续，与基体结合良好，无明显裂纹，SHS TiB2颗粒的加入有效地改善了镀层的耐磨性。     

Microstructure and corrosion resistance of Ni–P gradient coatings

Abstract

Ni–P gradient coatings, gradient Ni–P coatings with rare earth (RE) Yttrium (Y) (coating A) and non-gradient Ni–P coatings with RE Yttrium (coating B) were prepared separately on LY12 aluminium alloy by an electroless plating technique. The corrosion resistance of the three kinds of coatings in different corrosive environments were evaluated by corrosion weight loss rate and polarisation curve analysis. The Ni–P gradient coating had a thickness of about 40?μm, with phosphorus content gradually increasing from 6.27?wt-% in the innermost layer (crystalline structure) to 14.74?wt-% in the outermost layer (amorphous structure), thus protecting the substrate from corroding. Furthermore, the introduction of RE Yttrium (Y) into the Ni–P matrix can correspondingly improve the corrosion resistance of the coatings. Consequently, the corrosion resistance of the coatings in acidic and alkaline environments is characterised by coating A>coating B>Ni–P gradient coating, while in neutral environment is characterised by coating A>Ni–P gradient coating>coating B.     

TC4钛合金表面化学镀Ni-P合金耐磨层研究

利用化学镀方法在TC4钛合金表面成功制备结合力良好的Ni-P合金耐磨层,研究了提高镀层结合力的方法,结合SEM、XRD、EDS等现代物理分析方法分析了不同温度热处理后镀层的组织结构,从而建立不同热处理温度、镀层结构与镀层硬度和耐磨性能的关系。结果表明:二次浸锌活化方法和热处理能显著提高镀层与基体的结合强度,经600℃热处理后镀层结合力达到35N。基材的硬度HV为3780MPa,磨损量为9.6mg,镀态镀层的硬度HV为5760MPa、磨损量为7.7mg。随着热处理温度升高Ni3P相增多,该相的弥散分布使镀层硬度增加,最高硬度HV达到9790MPa,但400℃后硬度降低,这是由于Ni3P相随着热处理温度的继续升高而发生偏聚,使弥散强化程度下降;镀层的磨损量随着热处理温度的升高而减小,说明耐磨性能随着热处理温度的升高而增强,600℃热处理后,虽然镀层晶粒长大、粗化及镀层硬度降低,但此时镀层晶格的完整性最佳,镀层塑性和韧性提高,所以耐磨性能最好。     

Electrochemical behavior of Ni?P?SiC composite coatings: Effect of heat treatment and SiC particle incorporation

This paper describes the effects of heat treatment and of SiC particle incorporation on the electrochemical behavior and physical structure of Ni? P (17 at% P) composite coatings. The deposits were obtained by electrodeposition with various contents of SiC particles in the plating bath and heat treated at 420 °C. The physical structure was investigated by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP‐AES), X‐ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM – image analysis). The electrochemical behavior of the resultant composite coatings was determined by chronopotentiometry, electrochemical impedance spectroscopy, and potentiodynamic measurements in 0.6 M NaCl solution at pH 6. Heat treatment showed a positive effect on the electrochemical behavior of Ni? P coatings, shifting the open circuit potential toward less active potentials. The incorporation of SiC particles inhibited pit nucleation on the Ni? P composite coating, with or without post‐heat treatment. However, heat treatment in the Ni? P? SiC seemed to induce cracks in the metallic matrix, initiating at the SiC particles, possibly caused by the contraction in the metallic matrix. The cracked structure promoted localized corrosion, while coatings without heat treatment resulted in a general and uniform corrosion.     

镁合金表面Ni+C涂层的耐腐蚀与耐磨性能研究

目的提高镁合金表面的耐腐蚀和耐磨损性能。方法采用非平衡磁控溅射离子镀技术与化学镀技术相结合,在GW83镁合金表面制备Ni+C复合膜层。通过扫描电子显微镜和拉曼光谱分析了薄膜的形貌、成分和结构。利用电化学和浸泡后ICP-AES测试,评价了该复合碳膜涂层的耐腐蚀性能。同时采用摩擦磨损试验获得Ni+C复合膜层的磨损寿命。结果 Ni+C复合膜层致密均匀,表面孔隙率极低,表面碳层为典型的类石墨膜并且含有大量的无序结构。相对于GW83镁合金来说,Ni+C复合膜层的存在导致在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电位正移了301 m V,腐蚀电流密度从186μA/cm2降低至11μA/cm2。浸渍后ICP-AES试验显示,Ni+C涂覆的镁合金GW83的金属离子释放量更低。摩擦磨损试验表明,Ni+C涂层的磨损寿命为7000 s,与镁合金基体相比,Ni+C复合涂层极大地提高了其磨损寿命。结论在该Ni+C复合膜层中,表面碳层较致密,与Ni层结合良好,显著提高了基体的耐腐蚀性能。此外由于存在较厚的Ni中间层,对膜层起到了较大的支撑作用,Ni+C复合膜层从而延长了基体镁合金的磨损寿命。     

电刷镀多层复合镀层的应用研究

用电刷镀研制具有层状结构的Ni-Cr2O3复合电刷镀层，采用碱铜层作为中间过渡层；研究了多层复合镀层的组织，显微硬度以及耐磨性等性能，对电刷镀多层复合镀层工艺进行了实际应用研究，结果表明，多层Ni-Cr2O3复合电刷镀层与Ni镀层相比具有较高的显微硬度，细小的结晶晶粒和较耐磨性，层状的复合镀层结构会导致磨损机理的变化，该工艺可用于大型机械设备现场不解体修复。     

Ni/P金刚石化学复合镀层性能与组织研究

本文研究了金刚石含量、热处理温度、表面活性剂种类等因素对Ni-P-金刚石复合镀层的显微硬度与耐磨性能的影响;采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对复合镀层的表面形貌及组织结构进行了分析。结果表明:在化学镀层中共沉积金刚石微粉能显著提高镀层的耐磨性;各工艺因素对复合镀层显微硬度与耐磨性的影响程度各不相同,热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响最大;当镀液中金刚石微粉含量为2 g/L、热处理温度400℃、表面活性剂为SHP其含量为1∶15时,复合镀层的耐磨性能最好。与Ni-P化学镀层相比,金刚石复合镀层的耐磨性提高50%。     

Ni/Al2O3复合镀层中Al2O3微粒尺寸及热处理对镀层性能的影响

目的强化Ni基镀层并确定Al_2O_3尺寸对复合镀层性能的影响。方法在以硬度为评价标准的最佳工艺条件下,制备了三种尺寸的Al2O3(微米级、50 nm、30 nm)复合镀层,研究分析了不同尺寸Al_2O_3复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨、耐蚀等性能。结果纳米复合镀层的表面形貌比微米复合镀层更光滑、平整、致密,晶粒更细小。Al_2O_3微粒尺寸越小,镀层越致密。纳米复合镀层的显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能、抗高温氧化等性能均优于微米复合镀层及纯Ni镀层。热处理后的纳米复合镀层表面更加平整致密,热处理能显著提高镀层的显微硬度。50 nm复合镀层在保温温度为400℃时达显微硬度最大值461HV,30 nm复合镀层在保温温度为500℃时达显微硬度最大值496HV。热处理对纳米复合镀层的耐磨性能改善不明显。结论 Al_2O_3的尺寸越小,复合镀层的性能越好。     

CATHODIC PROCESS AND WEAR RESISTANCE OF ELECTRO-DEPOSITED RE-Ni-W-P-SiC COMPOSITE COATING

Cathodic deposition current density of the composite coatings increases when SiC par-ticles and rare earth (RE) were added in the bath, which is profitable for Ni- W-P alloy to deposit in the cathod, forming Ni-W-P-SiC and RE-Ni-W-P-SiC composite coatings. On the contrary, the addition of PTFE in the bath decreases cathodic deposition current density of the coatings. The current density increases a little when the amount of RE isγ-9g/l; however, the current density increases greatly when the amount of RE is increased to 11-13g/l. But if the amount of RE is raised further, the current density decreases. Hardness and wear resistance of RE-Ni-W-P-SiC composite coating have been studied, and the results show that the hardness and wear resistance of RE-Ni-W-P-SiC composite coating increase with increasing heat treatment tempera-ture, which reach peak values at 400℃; while the hardness and wear resistance of the coating decrease with the rise of heat treated temperature continuously.     

Ni-P金刚石化学复合镀层制备及摩擦磨损性能分析

目的研究不同粒径微米金刚石对Ni-P金刚石化学复合镀层摩擦磨损性能的影响。方法选择出一组优良的Ni-P化学镀工艺参数,在镀液中分别加入不同粒径的金刚石微粒,制备含不同粒径微米级金刚石颗粒的化学复合镀层。用SEM和XRD,观察并分析了不同粒径金刚石对热处理前后Ni-P金刚石化学复合镀层微观形貌和组织结构的影响;通过硬度和摩擦磨损实验,研究了不同粒径金刚石颗粒对复合镀层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果制备的复合镀层厚度为30μm左右,金刚石质量分数达到21%~25%,且金刚石均匀分散在Ni-P镀层中。热处理前镀层为非晶结构,经过400℃×2 h的热处理后,镀层晶化为硬度更高的Ni3P。金刚石能提高镀层硬度,其中粒径为9μm的复合镀层硬度最高,达到1261HV。Ni-P金刚石复合镀层的摩擦系数为0.4~0.52,随着金刚石粒径的增大,摩擦系数不断减小。金刚石使镀层的磨损机制发生了变化,随着金刚石粒径的增大,硬质合金球的磨损加剧。结论随着金刚石粒径的增大,镀层硬度增加,摩擦系数减小,耐磨性增大。     

稀土对复合镀工艺及镀层性能的影响

研究了稀土对复合镀工艺及性能的影响，结果表明，添加适量的稀土能显著地提高复合镀层中ＳｉＣ微粒的含量，硬度和耐磨性。