超声-电沉积Ni-TiN复合镀层组织和性能研究

为了探讨复合镀层的组织和性能,采用超声-电沉积制备了Ni-TiN复合镀层.对镀层的表面形貌、显微硬度和磨损性能进行了研究,分析了Ni-TiN复合镀层的耐磨机理.结果表明:由于超声波的辅助作用和TiN纳米粒子的加入,镀层表面比较平整,光滑;在超声波和高频脉冲电流复合作用下,纳米TiN粒子含量为12%的Ni-TiN复合镀层具有较高的显微硬度和耐磨性能,平均表面硬度达到HV927.2,磨损量仅为14.1mg;纳米TiN粒子的弥散错位强化作用、细晶强化效应及一定承载和润滑作用是提高Ni-TiN复合镀层耐磨性的根本原因.     

热处理对电沉积纳米晶铬镀层微观结构及耐蚀性的影响

目的改善H13钢表面纳米晶Cr镀层的微观结构和耐腐蚀性能。方法利用电沉积技术在H13钢表面制备纳米晶Cr镀层,并通过调整热处理工艺调控Cr镀层的结构和性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计和中性盐雾试验(NSS)研究了不同热处理工艺下Cr镀层的表面形貌、粗糙度、相结构、硬度及耐蚀性。结果采用电沉积技术成功在H13钢表面制备出体心立方结构的纳米晶铬镀层,其晶粒和微裂纹尺寸随着热处理温度(200～600℃)和保温时间(1～2h)的增加而增大。当热处理温度达到400℃时,镀层表面检测到Cr2O3氧化层,并随着热处理温度和保温时间的增加,氧化程度逐渐增大。此外,Cr镀层硬度随着热处理温度和保温时间的增加而逐渐降低。在600℃下保温2h后,镀层硬度为(499.8±9.3)HV0.2,与镀态((749.0±13.2)HV0.2)相比,大约下降了33%。然而,经500℃和600℃热处理的镀层具有最好的耐蚀性能,盐雾试验后,镀层表面未见明显腐蚀缺陷,保护评级为10级。结论随着热处理温度和保温时间的增加,镀层晶粒变大,表面氧化程度加剧,耐蚀性能显著增强。     

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。     

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。     

脉冲关断时间对电刷镀Ni/CNT纳米晶镀层组织及性能的影响

采用电刷镀技术制备了不同工艺参数的Ni/CNT纳米晶镀层.运用SEM、XRD、显微硬度计和T-11式球盘式磨损试验机等分析与测试方法,研究了不同工艺参数对Ni/CNT 复合镀层的表面形貌、晶粒尺寸、显微硬度和耐磨性等的影响.研究结果表明,在直流电源下使复合镀层生长速度加快,镀层表面粗糙,晶粒尺寸较大;采用脉冲电源后,随脉冲关断时间增加,复合镀层的表面平整度增加、晶粒尺寸减小、硬度和耐磨性增加;镀层的晶粒大小随加热温度的升高逐渐增大,显微硬度300 ℃以下变化不大,加热至400 ℃后显著下降.     

脉冲关断时间对电刷镀Ni/CNT纳米晶镀层组织及性能的影响

采用电刷镀技术制备了不同工艺参数的Ni/CNT纳米晶镀层。运用SEM、XRD、显微硬度计和T-11式球盘式磨损试验机等分析与测试方法，研究了不同工艺参数对Ni/CNT 复合镀层的表面形貌、晶粒尺寸、显微硬度和耐磨性等的影响。研究结果表明，在直流电源下使复合镀层生长速度加快，镀层表面粗糙，晶粒尺寸较大；采用脉冲电源后，随脉冲关断时间增加，复合镀层的表面平整度增加、晶粒尺寸减小、硬度和耐磨性增加；镀层的晶粒大小随加热温度的升高逐渐增大，显微硬度300 ℃以下变化不大，加热至400 ℃后显著下降。     

热处理温度对窄深槽类零件环保铬镀层组织与性能的影响

采用环保三价铬电镀工艺对窄深槽类零件进行电镀铬后,再对铬镀层进行不同温度(0~400 ℃)的热处理,研究热处理温度对窄深槽类零件环保铬镀层组织和性能的影响,并对热处理前后铬镀层的微观形貌、相结构、显微硬度、结合力和耐磨性进行了分析。结果表明:镀态镀层表面存在微裂纹,经热处理后微裂纹间隙扩大,并且随着温度的升高,镀层结构逐渐由非晶转变为晶态,显微硬度、结合力及耐磨性可得到一定程度的改善。经400 ℃热处理后铬镀层各项性能表现最佳,显微硬度为781 HV0.1,结合力超过40 N,磨损体积最小为0.0136 mm³。     

滚动轴承钢上复合化学镀镍技术的研究

研究了滚动轴承钢表面复合化学镀镍工艺,利用SEM分析了纯镍镀层、复合镀层的表面显微组织和相结构;采用HXZ-100显微硬度计和LY71-XM-200型表面形貌测量仪测试了镀层的硬度、耐磨性能,分析了其磨损机理.结果表明:热处理前镀层的结构是胞状突起,硬度为430.6HV;经热处理后,镀层为单一的纳米金刚石镍复合膜,均匀致密,硬度达到1 807.0HV,耐磨性大大提高;镀层的耐磨性随镀液中金刚石粉含量的不同而发生变化;镀层在19.6N压力下研磨也不会发生脱落,表明其附着力极好,达到滚动轴承的表面性能要求.     

占空比对氨基磺酸盐制备 Ni-TiN 纳米复合镀层性能的影响

目的进一步提高电沉积制备Ni-TiN纳米复合镀层的性能。方法选用氨基磺酸盐镀液体系,利用超声脉冲方法在3Cr13基体上电沉积Ni-TiN纳米复合镀层,研究占空比对纳米复合镀层TiN含量、表面形貌、显微硬度、微观结构的影响。结果随着占空比增加,镀层的硬度和纳米TiN含量先增加,后降低,镀层织构衍射强度增加,结晶度提高,衍射峰变窄。在占空比为0.2时,镀层TiN含量和硬度达到最大值,TiN质量分数为3.85%,硬度为580HV0.1,且镀层表面平整、致密。结论在一定的平均电流密度下,采用合适的占空比可以获得表面平整、致密的Ni-TiN纳米复合镀层。纳米TiN的共沉积影响了镍的结晶过程,不同占空比下制备的镀层中纳米TiN含量不同,引起了镀层晶格畸变,织构发生明显变化,性能改变。     

高速电喷镀纳米ZrO2/Ni复合层组织及高温氧化性能

通过高速电喷镀工艺在Ni基高温合金K17表面沉积了纳米ZrO2/Ni复合镀层,测定了K17合金和纳米ZrO2/Ni复合镀层在1000℃的氧化动力学曲线,采用SEM、XRD和显微硬度计分析了纳米ZrO2/Ni复合镀层的组织结构、表面形貌和表面显微硬度;实验结果表明,镀层中纳米ZrO2的存在有利于细化复合镀层晶粒,提高复合镀层显微硬度;1000℃氧化5h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,ZrO2和Cr2O3组成,1000℃氧化100h后,纳米ZrO2/Ni复合镀层氧化膜由NiO,NiCr2O4,ZrO2and Cr2O3组成;纳米ZrO2/Ni复合镀层中ZrO2和Cr2O3的存在明显改善了K17合金的抗高温氧化性。     

纳米TiN粒子在Ni-TiN复合镀层中的作用研究

通过对超声-电沉积Ni-TiN复合镀层的研究,探讨了纳米TiN粒子对Ni-TiN复合镀层的表面形貌、成分、硬度、耐磨性能以及耐腐蚀性能的影响.结果表明,含有纳米TiN粒子的Ni-TiN复合镀层,不仅具有细密的显微结构,而且表现出优良的性能,如较高的硬度以及良好的耐磨性能和耐腐蚀性能.Ni-TiN复合镀层的磨损量大约为纯镍镀层的1/5,其平均腐蚀速率为纯镍镀层的1/3左右,20钢的1/5.     

Effect of Microstructure on Wear Behavior of Iron Aluminide Based Coatings

MORE ATTENTIONS have been paid to ironaluminide intermetallics(including FesAl and FeAl)since1970s in view of the combination of low cost,lower density,remarkable resistance to erosion,sulfidizing and oxidizing at high temperature.However,industrial application of these alloys has been verylimited due to their poor ductility and fracturetoughness at room temperature as well as difficulty toshaping[1J.The feasibility to produce Fe-Al basedcoatings by using high velocity arc spraying(HV…     

Microstructure and Behaviors of Nano Composite Coating

ELECTRO BRUSH PLATING is a traditionaltechnology in the field of surface engineering.Thisprocess has been widely used due to its advantagessuch as simplicity of equipment,various type ofcoatings,excellent adhesion between coating andmatrix,and so on.It is significantly used as mechanicalrepairing without departing or rushing to repair in openregion.Nano particles result to surface effect,smallsize effect,and other effects since its size of is less than100nm.So they are used in surface …     

SiC颗粒尺寸对镍基复合镀层耐磨性和耐蚀性的影响

在正交实验基础上,对比研究微米SiC(平均粒径1.5 μm)和纳米SiC(平均粒径20 nm)增强复合镍基镀层的摩擦磨损行为和耐腐蚀性能.通过TEM、SEM、EDX和XRD等手段研究颗粒分散状态以及复合镀层的表面和截面形貌、成分及相结构.采用球-盘滑动摩擦磨损试验机研究复合镀层的耐磨性.电化学阻抗谱测量在3.5%的NaCl水溶液中进行.结果表明:微米级颗粒增强复合镀层可以获得更高的表面硬度,两种增强复合镀层具有相似的摩擦磨损行为.电化学阻抗谱分析表明:SiC颗粒的加入可以提高镀层的耐腐蚀性,且纳米颗粒复合镀层具有更好的耐蚀性.     

无限冷激铸铁表面等离子束合金化强化研究

利用优化的等离子束工艺参数对无限冷激铸铁表面进行合金化强化处理,并经650℃高温回火处理,获得高硬度、耐磨的合金化层组织.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计对等离子束合金化层进行分析,并对摩擦磨损性能进行了分析.试验结果表明,合金化层与基体之间实现了冶金结合,并形成了以莱氏体、马氏体、碳化物为主的显微组织,合金化层的细晶强化和回火弥散析出强化等强化作用,使显微硬度高达1200 HV0.2,合金化加回火处理后的耐磨性相对于基体提高了大约2倍.     

添加纳米TiO2的Ni-P化学复合镀层显微结构与性能

采用化学复合镀法制备了Ni-P-纳米TiO2复合镀层,研究了纳米TiO2添加对Ni-P复合镀层的显微结构、硬度、耐磨性、孔隙率及耐蚀性的影响,并讨论了其影响机理。结果表明:纳米TiO2粒子较为均匀地分布在Ni基镀层,未发生明显团聚;纳米TiO2粒子的弥散强化作用,使复合镀层具有较高的表面硬度和良好的耐摩擦性能,晶化热处理后的复合镀层表面硬度达到了10 925 MPa,耐摩擦性能也显著提高。添加纳米TiO2粒子后,镀层的孔隙率增加,耐碱和耐盐腐蚀的能力稍有降低,耐HCl溶液腐蚀的能力较差。     

Microstructure and Wear Resistance Evolution of HVOFSprayed WC-（W,Cr）2C-Ni Coating with Post Heat Treatment In Air Atmosphere

WC-(W,Cr)2C-Ni coating was prepared on 1Cr18Ni9Ti stainless steel and C-276 Ni-base Hastelloy by high velocity oxy-fuel(HVOF)spraying.The effect of post heat treatment in air atmosphere on the microstructure,phase composition,microhardness,fracture toughness,and wear resistance of HVOF-sprayed WC-(W,Cr)2C-Ni coating was investigated.The microstructure and phase composition of the coatings were analyzed by means of field emission scanning electron microscopy(FESEM)and X-ray diffraction(XRD).The microhardness and fracture toughness of the coatings were measured using a microhardness tester and a Vickers hardness tester.Moreover,dry friction and wear behavior of the coatings sliding against Si3N4 ball was investigated using an oscillating friction and wear tester;and the worn surfaces of the coatings were analyzed by means of scanning electron microscopy(SEM).It was found that heat treatment within 500-800°C resulted in crystallization of amorphous phase in as-sprayed coating,generating nanoscale new phases such as NiWO4,CrWO4 and Cr2WO6.Besides,heat treatment led to increase of the microhardness of as-sprayed coating,and the highest microhardness was obtained after heat treatment at 800°C.The fracture toughness and wear resistance of the as-sprayed coating increased with increasing heat treatment temperature up to 700°C but tended to decrease with further elevating temperature.In other words,the mechanical properties and wear resistance of the as-sprayed coatings were worsened owing to excessive growth of oxidation grains and depletion of ductile Ni binder after heat treatment above 700°C.Thus it was suggested that as-sprayed ceramic composite coating should be post heat treated in air at a moderate temperature of 700°C so as to achieve the optimized mechanical properties and wear resistance.     

等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能的影响

目的改善镍基合金涂层的摩擦学性能。方法分别采用感应重熔工艺及感应重熔-等温淬火一体化工艺,在GCr15钢基体表面制备了两种镍基合金涂层,并通过销盘摩擦磨损试验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度测试对其摩擦磨损性能、微观组织、表面硬度进行了对比研究,探讨了等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能、微观组织、表面硬度的影响,揭示了其增强机理。结果经等温淬火后的重熔涂层比感应重熔涂层具有更低的摩擦系数和磨损失重,摩擦稳定阶段的摩擦系数为0.301,比后者低23.8%,相对耐磨性是后者的1.71倍。感应重熔涂层同时存在着磨粒磨损和粘着磨损两种机制,而经等温淬火后的重熔涂层以磨粒磨损为主,比前者具有更优异的抵抗磨粒磨损和粘着磨损的能力。感应重熔涂层及经等温淬火处理后的重熔涂层平均显微硬度分别为818.0、873.6HV(0.5),硬度极差分别为170.9、132.6HV(0.5),形状参数分别为18.5057、22.6189,后者比前者具有更高的平均硬度值、更小的硬度极差以及更加稳定的涂层性能。经过微观组织分析发现,重熔涂层在经等温淬火处理后,其晶粒的细化、硬质相的相对均质弥散性、共晶相的减少、丰富的耐磨陶瓷相和快速凝固的定向晶粒结构的协同作用,是其具有优异的显微硬度Weibull分布特性,以及耐磨性得到进一步提高的根本原因。结论合适的等温淬火热处理工艺能够改善感应重熔镍基合金涂层的微观组织,从而有效减小其摩擦系数,并提高其耐磨性。     

热处理对TA2合金表面激光熔覆Ti2SC/TiS涂层组织和力学性能的影响

目的对激光熔覆自润滑耐磨涂层进行热处理,获得具有较好摩擦学性能的复合涂层。方法采用激光熔覆技术在TA2合金表面熔覆40%Ti-25.2%TiC-34.8%WS_2复合粉末制备自润滑耐磨复合涂层。将涂层置于500℃真空中分别保温1、2 h,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机以及原子力显微镜(AFM)系统地分析了热处理前后涂层的物相、组织、显微硬度及摩擦学性能。结果未经过热处理和经过热处理涂层的主要物相均为α-Ti、(Ti,W)C_(1-x)、TiC、Ti_2SC和TiS。相比未经热处理涂层的显微硬度(1049.8 HV_(0.5)),经过热处理1 h和2 h涂层的显微硬度(1143.3 HV_(0.5)和1162.7 HV_(0.5))有所上升。热处理1 h和2 h涂层的摩擦系数和磨损率分别为0.29和6.66×10~(-5) mm~3/(N·m)以及0.29和5.65×10~(-5) mm~3/(N·m),比未热处理涂层(0.32和18.92×10~(-5) mm~3/(N·m))的耐磨减摩性能有所提升。经过热处理1 h和2 h涂层的磨损机理均主要表现为磨粒磨损,未经热处理涂层的磨损机理主要为塑性变形和粘着磨损。结论相比未经热处理的涂层,经过热处理1 h和2 h的涂层显微硬度有所升高,摩擦学性能得到提升,但在两种热处理时间条件下,涂层显微硬度和摩擦学性能变化较小。     

热处理对钽强化激光熔覆NiCrBSi涂层的影响

通过在激光熔覆NiCrBSi涂层(Ni60)中添加钽(Ta)元素来提高900℃热处理后涂层的耐磨性.研究了900℃热处理对激光熔覆NiCrBSi和钽强化NiCrBSi复合涂层显微组织、硬度以及耐磨性能的影响.利用带能谱仪的扫描电镜和衍射仪分析涂层的显微组织和物相.通过盘-销实验评价涂层的耐磨性.结果表明:经过900℃热处理后涂层中的M7C3和M23C6发生了分解,钽强化复合涂层和纯NiCrBSi涂层中的硬度都有所下降,但由于复合涂层中原位生成的TaC未发生分解,使得其硬度和耐磨性都高于纯NiCrBSi涂层.