Al2O3/Ni纳米复合电刷镀技术应用于失效凸轮轴再制造的实验研究

目的将Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术应用到失效凸轮轴修复,使失效凸轮轴得以再制造利用。方法在快速镍镀液中加入Al_2O_3纳米颗粒和分散剂柠檬酸三铵、十六烷基三甲基溴化铵形成复合镀液,将复合镀液放在恒温磁力搅拌器上加热并搅拌,使复合镀液温度达到50℃且纳米Al_2O_3悬浮稳定。利用电刷镀技术将复合镀液镀于与凸轮轴材质相同的45#钢板表面,通过硬度测试,分别评价纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压对复合镀层硬度的影响。结果复合镀层的硬度大于45#钢,且硬度随刷镀电压、纳米Al_2O_3质量浓度的增加而增加。当刷镀电压大于10 V后,硬度随纳米Al_2O_3质量浓度的增加而减小。复合镀层表面裂纹随纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压的增加而增多,纳米Al_2O_3的质量浓度越低,电压变化对复合镀层表面硬度的影响越大。相对纳米Al_2O_3质量浓度,电压对复合镀层表面硬度的影响更大。结论用Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术修复失效凸轮轴可提高凸轮轴表面硬度,使其得以再制造利用。为提高凸轮轴表面质量,避免出现表面疏松、焦糊等缺陷影响表面硬度,应开发自动化纳米复合电刷镀设备及采用不同镀层交替叠加方式刷镀。     

纳米Al_2O_3颗粒含量对Ni-Co基纳米复合电刷镀层组织和性能的影响（英文）

采用电刷镀技术制备了不同Al_2O_3颗粒含量的合金纳米复合电刷镀层,使用扫描电镜、硬度测试仪和摩擦磨损试验机测试了镀液中纳米Al_2O_3颗粒含量对镀层的沉积速度、纳米颗粒含量、硬度和摩擦学性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al_2O_3颗粒含量的增加,电刷镀层沉积速度降低、表面形貌平整,显微硬度先提高而后降低,磨痕深度和摩擦系数先减小后增大。当镀液中纳米Al_2O_3含量为20 g/L时,镀层具有最优的组织和性能。     

镍-碳化硅纳米复合电铸层的制备

在应用电铸技术制备Ni—SiC纳米复合材料的工艺中，分析了当镀液pH值、温度以及搅拌速度一定时，镀液中纳米SiC颗粒悬浮量和阴极电流密度对Ni—SiC复合电铸层中纳米SiC复合量和电铸速率的影响。用SEM对纳米复合电铸层的表面形貌和组织成分进行了分析，同时探讨了纳米复合电铸层中SiC颗粒复合量对其显微硬度的影响。结果表明，Ni—SiC纳米复合电铸层表面光滑平整，显微组织均匀、致密，显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

电沉积方式对Ni-CeO_2纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声辅助脉冲电沉积制备Ni-CeO2纳米复合镀层,研究电沉积方式对纳米复合镀层表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析其磨损机理。结果表明:电沉积方式对Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒尺寸和性能有较大影响;当超声波引入脉冲电沉积过程时,超声波的强力搅拌作用和超声空化效应能促进CeO2纳米颗粒在镀层中均匀分布,进一步减小镀层的晶粒尺寸,明显提高镀层的显微硬度,从而改善镀层的摩擦磨损性能;Ni-CeO2纳米复合镀层的摩擦磨损性能均优于纯Ni镀层的;而超声辅助脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒更加细小、显微硬度最高,其摩擦因数最低,耐磨损性能最佳。     

纳米WC/PTFE镍基复合电刷镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

针对单一纳米颗粒电刷镀镀层综合性能存在的不足,利用电刷镀技术在45钢基材上制备含纳米WC和PTFE的镍基复合镀层。采用扫描电子显微镜观察电刷镀复合镀层的表面形貌和显微结构,球盘式摩擦磨损试验机测试其干摩擦条件下摩擦磨损性能,在pH=4浓度为0.05mmol/L的硫酸溶液中进行耐腐蚀性试验。结果表明:在镀液中添加不同含量纳米粒子,可以不同程度填补粒子之间的空缺,使镀层表面平整、光滑;含纳米WC和PTFE镍基复合镀层的耐磨损和耐腐蚀性能强于纯镍基镀层和45钢基体,这是由于纳米粒子细晶强化和弥散强化所致;当含1.5g/L纳米WC与7g/L纳米PTFE乳液的复合镀层耐磨损性能最佳;含1g/L纳米WC与5g/L纳米PTFE复合镀层的耐腐蚀性能较纯镍基复合镀层提高一倍;45钢的磨损机制是粘着磨损,纯镍基镀层的磨损机制是剥层磨损,纳米WC/PTFE镍基复合镀层的磨损机制是磨粒磨损。     

AZ91HP镁合金电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层的显微结构与耐磨性(英文)

以AZ91HP镁合金为研究对象,以纳米氧化硅为第二相粒子,通过纳米复合电沉积法制备AZ91HP镁合金Ni-SiO2纳米复合镀层。利用扫描电镜观察纳米复合镀层的显微形貌与微观结构,利用显微硬度计测定纳米复合镀层显微硬度,利用M200摩擦磨损试验机测试纳米复合镀层的耐磨性能。结果表明:在AZ91HP镁合金表面获得了结晶均匀、结构致密的Ni-SiO2纳米复合镀层;纳米复合镀层剖面形貌显示纳米复合镀层与镁合金基体结合良好;镀液中纳米颗粒含量为10g/L时,AZ91HP镁合金表面电沉积Ni-SiO2纳米复合镀层的显微硬度最高,最高达HV367;摩擦磨损试验表明纳米复合镀层与镀镍层、镁合金基体相比,耐磨性明显提高,这是由于纳米颗粒的细晶强化和弥散强化所致;纳米复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损,镁合金基体磨损机制为粘着磨损,镀镍层磨损机制为剥层磨损。     

工艺参数对Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响

用电沉积方法在铜表面制备了Ni-ZrO2纳米复合镀层。研究了工艺参数对复合镀层的硬度、耐磨性、耐蚀性的影响。结果表明,镀层硬度随阴极电流密度、镀液温度的增大均呈现先增大后减小的趋势;而随镀液中纳米ZrO2的添加量增加,镀层的硬度逐渐增大;镀层的耐磨性随这几个工艺参数的增加先增加后减小;镀层的耐蚀性随着电流密度的升高先下降再升高,随着镀液中纳米ZrO2添加量、镀液温度的增加,镀层的耐蚀性先升高再下降。本工作中最佳的工艺参数为纳米ZrO2添加量8g/L,阴极电流密度3A/dm2,镀液温度50℃左右。     

纳米Al2O3颗粒含量对Ni-Co基纳米复合电刷镀层的组织和性能影响

采用电刷镀技术制备了不同Al2O3颗粒含量的合金纳米复合电刷镀层,采用扫描电镜、硬度测试仪和摩擦磨损试验机测试了纳米Al2O3颗粒含量对镀层的组织和性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,电刷镀层沉积速度降低、表面形貌平整,显微硬度先提高而后减低,磨痕深度先减小后增大,摩擦系数先减小后增大。当镀液中纳米Al2O3含量为20g/L时,镀层具有最优的组织和性能。     

Ni-P-α-Al2O3纳米复合电镀工艺研究

采用复合电镀技术,在黄铜表面制备高硬度的Ni-P-α-Al2O3纳米复合镀层,研究了阴极电流密度、纳米α-Al2O3添加量、镀液pH值、镀液温度和电镀时间对镀层硬度的影响。结果表明:当镀液温度为45℃,阴极电流密度为4A/dm2,镀液pH值为4.0,电镀时间为40min,镀液中纳米α-Al2O3的质量浓度为10g/L时,所得镀层均匀、细致、平滑,经适当热处理后,显微硬度可达到1 332HV。     

纳米Al2O3／Ni复合电刷镀层的表征与微动磨损机理

通过在镍基电刷镀液中添加纳米Al2O3颗粒,制备出了分散均匀、与基质金属Ni结合良好的Al2O3／Ni复合电刷镀层。复合镀层的组织致密,显微硬度高。微动磨损试验表明,复合镀层在常温及高温下抵抗微动磨损的能力均强于普通快镍镀层。这是因为,随着纳米颗粒的加入,Al2O3／Ni复合电刷镀层受到细晶强化、位错强化和弥散强化,抵抗塑性变形和粘着破坏的能力增强,从而具有良好的耐微动磨损性能。     

Al2O3-TiO2对铝合金表面激光熔覆NiAl涂层组织性能的影响

目的 进一步提高6061铝合金表面的硬度、耐磨性。方法 应用脉冲Nd:YAG激光器在6061铝合金表面制备了NiAl合金涂层和NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层。通过SEM、X射线衍射仪系统研究了Al2O3-TiO2陶瓷相添加对NiAl熔覆层组织形貌、成分分布、物相组成的影响。利用HVS-1000硬度测试仪及HSR-2M高速摩擦磨损机,对熔覆层硬度分布及耐磨性进行测试分析。结果 Al2O3-TiO2陶瓷颗粒加入使涂层宏观成形质量明显提高,表面平整光滑、波纹均匀,熔覆层枝晶间距减小,组织结构明显细化。与NiAl熔覆层相比,在NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层中,具有较高硬度的Al3Ni、Al3Ni2硬质相含量增大。同时,高硬度Al2O3和良好韧性的TiO2、NiTi金属间化合物在复合涂层内部形成。NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的显微硬度平均可达650HV0.2,相比NiAl涂层提高了300HV0.2;磨损体积仅为铝合金基体的1/9,相比NiAl涂层降低了35%。干摩擦条件下,NiAl/Al2O3-TiO2复合涂层的犁削、剥落现象显著降低。结论 在细晶强化、硬质相弥散强化及良好韧性的NiTi金属间化合物共同作用下,6061铝合金表面硬度和耐磨性得到显著提高。     

等离子喷涂纳米Al2O3/Ni复合涂层的组织和耐磨性能研究

将纳米Al2O3颗粒和镍基粉用湿法混合,采用等离子喷涂工艺制备了复合涂层。利用SEM和TEM分析了Al2O3复合涂层的表面形貌和微观组织,用磨粒磨损试验机进行磨损试验,研究了纳米Al2O3的体积分数、粒径对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明,Al2O3复合涂层的表面形貌细腻,颗粒加入能有效改善弥散相与镍基涂层的相容性,当纳米Al2O3的体积分数为2.0%时,涂层的耐磨性能最好为镍基涂层的2倍多,在相同的体积分数下,随着涂层中弥散强化相尺寸减小,涂层的耐磨性提高。     

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 将纳米Al2O3颗粒和镍基粉用湿法混合，采用等离子喷涂工艺制备了复合涂层。利用SEM和TEM分析了Al2O3复合涂层的表面形貌和微观组织，用磨粒磨损试验机进行磨损试验，研究了纳米Al2O3的体积分数、粒径对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明，Al2O3复合涂层的表面形貌细腻，颗粒加入能有效改善弥散相与镍基涂层的相容性，当纳米Al2O3的体积分数为20%时，涂层的耐磨性能最好为镍基涂层的2倍多，在相同的体积分数下，随着涂层中弥散强化相尺寸减小，涂层的耐磨性提高。     

超声条件下脉冲电镀 Ni-纳米 Al2 O3 复合镀层及其显微硬度研究

目的优选脉冲参数,以获得具有较高显微硬度的复合镀层。方法超声条件下,采用脉冲电镀方法制备Ni-纳米Al2O3复合镀层。以显微硬度作为性能指标,对比考察平均电流密度、占空比、频率和施镀时间的影响。结果 Ni-纳米Al2O3复合镀层的显微硬度随着平均电流密度升高,占空比增大,频率升高,均呈现出先增后减的趋势,而随着施镀时间延长,呈现出近似递减的趋势。结论在平均电流密度8 A/dm2、占空比0.6、频率1.5 k Hz、施镀时间3 min的条件下,制备的Ni-纳米Al2O3复合镀层显微硬度最高,约为427.1HV。较高复合量的纳米微粒有效起到了弥散强化和细晶强化作用,改善了复合镀层结构致密程度,进而提高了显微硬度。     

铝合金表面化学镀 Ni-Co-P / SiC 复合镀层的组织与性能研究

通过化学镀的方法,在铝合金表面成功地制备了Ni-Co-P/SiC复合镀层。对复合镀层的表面形貌、化学成分、晶态结构、硬度进行了表征分析,通过电化学测试对其耐腐蚀性进行了研究。结果表明:SiC纳米微粒起到了提高Ni-Co-P合金镀层硬度的作用,向镀液中加入12 g/L SiC纳米微粒时,复合镀层的硬度达到最大值524HV;Ni-Co-P/SiC复合镀层能增强铝合金材料的耐蚀性能,镀液中SiC微粒的质量浓度为9 g/L时,复合镀层的耐腐蚀性相对最好。     

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。     

摩擦喷射纳米Al2O3/Ni复合镀层的组织形貌及其性能研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3／Ni复合镀层，考察了该镀层的表面和断面形貌，并对镀层性能进行了测试分析。研究表明，摩擦喷射纳米Al2O3／Ni复合镀层表面较为平整，镀层与基体结合紧密。一次性镀覆厚度达到1．40mm，远高于电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层（0．35mm），镀层硬度达到650HV。在试验条件下，该镀层的耐磨性是摩擦喷射Ni镀层的1．44倍，是纳米Al2O3／Ni刷镀层的1．15倍，摩擦因数也低于摩擦喷射Ni镀层和电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层。     

热处理对Ni-TiN纳米复合镀层结构和性能的影响

目的进一步提高脉冲-超声电沉积Ni-TiN纳米复合镀层的显微硬度,改善镀层的耐磨性。方法利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损仪器,对经200~600℃热处理后Ni-TiN纳米复合镀层的表面形貌、内部组织结构、显微硬度和磨损性能进行检测,研究了热处理方式对复合镀层的表面形貌、晶相组织、显微硬度和耐磨性的影响。结果经300℃保温1.5 h后的镀层表面最为平整和光滑。同时镀层开始实现非晶态向晶态演变,并且镀层硬度最高,其值高达815HV。随热处理温度的升高,镀层晶粒变大,表面平整度降低。经600℃热处理,保温1.5h后,镀层的耐磨性最佳,磨损量仅为13.2 mg。结论经热处理之后,镀层硬度得到一定程度的提高,主要是TiN纳米粒子起到弥散和细晶强化作用。耐磨性得到有效改善,主要是由于镀层韧性、镀层和基体间的结合力得到提高,镀层形成一层致密的氧化膜的原因。     

Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺研究

采用正交设计法对Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺进行了优化。研究了镀液成分，工艺参数对复合镀层厚度，显微硬度，耐蚀性，耐磨性的影响，结果表明，Ni-P/Al2O3化学复合镀层的显微硬度，耐磨性优于Ni-P化学镀层的，弥散分布的Al2O3颗粒能显著减缓复合镀层在较高温度下的软化趋势。