镍锰合金的纳米晶电铸

电铸镍锰合金因其特殊的性能而具有重要的应用前景。分析了电沉积纳米晶材料的原理 ,在此基础上采用高速冲液、直流和高频脉冲电流以及电解液中加入添加剂等方法进行了镍锰合金的电铸试验 ,并对电铸层的锰含量、表面形貌和晶粒尺寸进行了测试。试验结果实现了镍锰合金的纳米晶电铸。讨论了锰含量、电流密度和添加剂等因素对电铸层晶粒尺寸和表面形貌的影响。     

柔性摩擦辅助电铸新技术的研究

提出了一种新的柔性摩擦辅助电铸技术。在电铸过程中,通过柔性毛刷对阴极表面的摩擦来提高电铸层质量。对所制得电铸层的表面形貌、组织结构和显微硬度等性能进行了分析与测试。结果表明:柔性毛刷对阴极表面的摩擦能驱除阴极表面吸附的气泡,消除结瘤,提高电铸层质量;通过SEM观察发现,电铸层的晶粒比传统电铸工艺得到的电铸层晶粒细小;XRD检测表明电铸层各晶面的衍射强度减小;显微硬度由180HV增至400HV左右。     

Ni-ZrO2纳米复合电铸层表面形貌、组织结构及性能研究

通过复合电铸工艺制备Ni-ZrO2纳米复合电铸层,探讨了镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量和电流密度对Ni-ZrO2纳米复合电铸层表面形貌的影响,用SEM、TEM和显微硬度仪对纳米复合电铸层的表面形貌、组织结构和显微硬度进行了分析。结果表明,镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量和电流密度对纳米复合电铸层表面形貌有较大程度的影响。纳米ZrO2颗粒细化了复合电铸层中基质金属的晶粒,使复合电铸层的表面光滑平整,组织均匀、致密,显微硬度大幅度提高。     

脉冲电铸制备纳米CeO_2增强镍基复合材料

用脉冲电铸技术制备了纳米CeO2增强镍基复合材料,研究了镀液中纳米CeO2颗粒添加量、阴极平均电流密度、占空比及脉冲频率对电铸复合材料中CeO2含量的影响,并对复合材料的显微硬度和表面形貌进行了分析.结果表明:在CeO2添加量40 g·L-1、阴极平均电流密度4A·dm-2、占空比0.2、脉冲频率1 000 Hz的条件下,电铸复合材料中CeO2含量最高为2.98%;其显微硬度为484 HV,较脉冲纯镍的323 HV有明显提高;与直流电铸纳米CeO2增强复合材料相比,脉冲电铸制备的复合材料表面更平整,组织更致密,晶粒更细小,且减少了纳米CeO2颗粒的团聚现象.     

添加纳米氧化镧的脉冲电铸试验研究

采用超窄脉宽脉冲电流、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等现代分析手段和工具,以纳米稀土La2O3为电铸液添加剂,研究了脉冲电参数对电铸层微观结构及力学性能的影响。试验结果表明：由于纳米稀土La2O3的独特吸附作用,脉冲条件下获得的电铸层晶粒细小,组织均匀,其力学性能明显优于普通直流电铸层的力学性能;在ton为100μs、toff为500μs、电流密度为3A／dm^2时,铸层显微硬度和耐磨性比普通电铸层有显著提高。     

脉冲电铸纳米晶镍锰合金的拉伸性能研究

对利用冲液装置和高频窄脉宽脉冲电流电铸所得到的具有接近或达到纳米级晶粒的镍锰合金进行了拉伸试验,研究了电沉积条件及电铸后的退火对电铸层拉伸性能的影响。结果表明,电沉积工艺条件通过影响电铸层的锰含量和晶粒大小而影响电铸镍锰合金的拉伸性能,一定条件下的退火对电铸镍锰合金拉伸性能的影响不明显。     

镍-氧化镧纳米颗粒复合电铸的研究

采用复合电铸工艺制取了含La2 O3 纳米颗粒的镍基复合电铸层 ,研究了La2 O3 纳米颗粒共沉积量对复合电铸层微观组织及显微硬度的影响。结果表明 ,随着La2 O3 纳米颗粒共沉积量的增大 ,复合电铸层表面更加平整、组织也更加细致均匀 ,基质金属镍的晶粒得到进一步细化 ,因而复合电铸层的显微硬度也随之升高。     

基于稀土LaCl3的精密电铸工艺研究

以稀土LaCl3作为添加剂，通过极化曲线、微分电容测定，探讨了稀土LaCl3对电铸镍铸液性能的影响及其在电极表面的作用机理，并采用SEM、XRD等现代分析手段对镍电铸层微观结构进行测试。试验结果表明：LaCl3能够在阴极表面发生特性吸附，增大阴极极化，细化精密电铸层晶粒，提高精密电铸的沉积速度，电铸层的显微硬度得到显著提高。     

基于纳米氧化镧的精密电铸工艺试验研究

采用纳米稀土La2O3为添加剂，研究其对电铸镍溶液特性、铸层微观结构及其性能的影响。通过对沉积过程中阴极极化曲线的测定，探讨了纳米La2O3在电极表面的作用机理，并采用SEM、XRD等现代分析手段对电铸层微观结构进行了测试和分析。试验结果表明：纳米La2O3能够在阴极表面发生特性吸附，增大阴极极化，细化精密电铸层晶粒，提高铸层的均匀性；晶粒生长在（220）晶面方向上存在明显的择优取向；获得的电铸层显微硬度比普通电铸层有显著提高。     

不同方式电沉积纳米TiN/Ni复合镀层的组织和耐磨损性能

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声-脉冲电沉积三种方式在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了复合镀层的组织、显微硬度以及镀层中TiN的含量,并对复合镀层的耐磨损性能进行了研究。结果表明:直流电沉积复合镀层的晶粒最粗大,超声-脉冲电沉积复合镀层的晶粒尺寸最细小;直流电沉积复合镀层、脉冲电沉积复合镀层和超声-脉冲电沉积复合镀层的显微硬度以及镀层中TiN的含量依次增大;超声-脉冲电沉积复合镀层具有最佳的耐磨损性能,其磨损量为直流电沉积复合镀层的46%,显微硬度为604.72HV,镀层中TiN的质量分数为2.27%。     

用优化象形阳极改善合金电铸层的沉积分布

设计了一种可用于复杂回转形零件电铸的装置,为了改善合金电铸时沉积金属分布的均匀性,该装置采用了特殊结构的象形阳极并利用ANSYS有限元软件对象形阳极进行了精确的轮廓形状设计。对某喷管模拟件进行了镍锰合金的电铸试验,得到了较均匀的电铸层厚度及锰含量分布。该方法既可提高生产效率,又可降低成本。     

A study on the wear resistance characteristics of pulse electroforming Ni–P alloy coatings as plated

In this study, attempt has been initiated to investigate the wear resistance of Ni–P alloy coatings manufactured by pulse current (PC) electroforming technology. The wear tests of such plated coatings were carried out at ambient temperature and without lubricants. The parameters of the electroforming experiments include peak current density, duty cycle and pulse frequency. The results of this investigation showed that the internal stress of the PC-deposited Ni–P coating is much lower than that of direct current (DC) deposited Ni–P coating. The analytical results indicate that increasing of the phosphorus content in the layer reduces the hardness of the Ni–P electroformed coatings, and it gradually leads to transformation of the coatings structure from micro-crystalline to nano-crystalline/X-ray amorphous. Wear trace morphology shows that the wear mechanism of Ni–P coatings herein is related to hardness. As the hardness increases, the worn morphology of the coatings changes from with scratches and abrasions to that with the steel debris adhered on the coatings. The wear resistance of Ni–P alloy electroformed layers increases with the hardness of the coatings. The hardness primarily affects the wear resistance of the Ni–P as plated coatings, and the optimum wear resistance of Ni–P coatings can reach 11 times that of Ni coatings.     

喷管的镍锰合金电铸及其开裂问题的研究

设计了特殊的电铸装置,开展了喷管形薄壁回转体零件的镍锰合金电铸试验。试验中发现电铸层发生开裂现象,通过分析与成分测试找出了电铸层开裂的原因是阳极镍块中的杂质锌进入电铸层而造成的。向电解液中加入除杂质剂后,解决了电铸层的开裂问题,可稳定地得到完好的电铸件。     

脉冲电流对稀土电铸铜性能的影响

电铸是一种电沉积金属的工艺,有极高的复制精度和可重复性,适用于制造外观形状精密复杂的金属零件。本文分析了采用脉冲电源、稀土硫酸铜电铸液制备一定厚度的电铸铜时,脉冲电流密度和稀土添加剂对电铸层性能的影响规律,以及对铜金属基体晶粒显著细化作用,并分析了其影响机制。     

Abrasive-assisted Nickel Electroforming Process with Moving Cathode

In traditional electroforming process for revolving parts with complex profiles, the drawbacks on surface of deposits, such as pinholes and nodules, will lead to varying physical and mechanical properties on different parts of electroformed components. To solve the problem, compositely moving cathode is employed in abrasive-assisted electroforming of revolving parts with complicated profiles. The cathode translates and rotates simultaneously to achieve uniform friction effect on deposits without drawbacks. The influences of current density and translation speed on the microstructure and properties of the electroformed nickel layers are investigated. It is found that abrasive-assisted electroforming with compound cathode motion can effectively remove the pinholes and nodules, positively affect the crystal nucleation, and refine the grains of layer. The increase of current density will lead to coarse microstructure and lower micro hardness, from 325 HV down to 189 HV. While, faster translational linear speed produces better surface quality and higher micro hardness, from 236 HV up to 283 HV. The weld-ability of the electroformed layers are also studied through the metallurgical analysis of welded joints between nickel layer and 304 stainless steel. The electrodeposited nickel layer shows fine performance in welding. The novel compound motion of cathode promotes the mechanical properties and refines the microstructure of deposited layer.     

磁场强度对Al-5%Mn合金凝固组织的影响

在不同强度的磁场下进行了Al-5%Mn合金的凝固试验,利用光学显微镜和X射线衍射仪分别对合金凝固后的显微组织和物相进行了分析,研究了磁场强度对凝固析出相Al6Mn的影响.结果表明:未施加磁场时,析出相Al6Mn为枝晶状和条状,均匀地分布在基体组织中;施加强磁场后,析出相Al6Mn发生聚集和长大,并沿磁场方向形成取向,且随着磁场强度的增加,晶粒尺寸不断增大,取向程度不断增强.     

超细晶粒镍药型罩的精密电铸试验研究

针对新型破甲聚能试验装置,分析了其核心部件药型罩的电铸过程中的电场分布。采取超窄脉宽电源和阴极旋转的方式,像形阳极、阴极电场局部屏蔽和去泡等辅助工艺措施,制备出高纯度、超细晶粒电铸镍药型罩。采用X射线等现代检测方法对电铸药型罩进行了检测,结果表明,药型罩含镍量不小于99.9%,电铸层晶粒尺寸小于100nm,且组织致密。晶体以细小的等轴-柱状晶方式生长,并存在明显的择优生长取向。电铸镍药型罩头部速度超过10km/s,射流的凝聚性和均匀性非常好,为提高破甲侵彻性能提供了保证。     

锰基高强度高塑性高阻尼形状记忆合金研究

用磁悬浮熔炼、测定试样形状记忆效应（SME）、金相法、DSC、断口SEM和自由震动波衰减曲线等研究了高强度高塑性高阻尼的Mn基形状记忆合金的记忆特性,Cu、Ni、Fe、Cr、Ti、N等合金元素的作用。结果表明,Cu溶入愈多,合金的形状记忆效愈高;适当的时效热处理强化合金,提高SME;含Ti、N元素的合金Mn3有最好的SME,回复率达73％。所研究的合金都有明显的双程形状记忆效应,合金Mn3的双程形状记忆效应达21％,比较少见。淬火状态的合金有高的塑性,延伸率达25％,表示有极高的加工工艺性并有良好的阻尼抗震能力。淬火时效状态的合金有高的强度极限,尤其是高的屈服极限（σs=320—475MPa）,适当的塑性（δ=4．2—5％以上）,预示合金有较高的断裂韧性K1c,断裂前会有明显变形预示,提高构件工作安全性。合金元素还能提高所研究合金的抗氧化和抗腐蚀能力。