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。     

氧化石墨烯质量浓度对超临界镍基石墨烯复合电铸层性能的影响

分别在超临界条件和普通条件下制备了镍基石墨烯复合电铸层,研究了两种制备条件和氧化石墨烯(GO)质量浓度对复合电铸层显微组织、表面形貌、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:与普通条件下的相比,超临界条件下复合电铸层的显微组织致密,表面粗糙度低,镍(111)和(220)晶面择优度降低而(220)晶面择优度增大,硬度和耐磨性提高;在超临界条件下,随着GO质量浓度的增加,复合电铸层的显微硬度、耐磨性及石墨烯纳米薄片嵌入量均呈现出先升后降的变化趋势,当GO质量浓度为0.20g·L~(-1)时,复合电铸层中的石墨烯含量最多,显微硬度最大,为768HV,耐磨性最好。     

极板放置方式对电铸层中微米/纳米SiC复合量影响的研究

在分析固体颗粒自身重力对复合电铸过程影响的基础上，就极板放置方式对复合电铸层中微米颗粒和纳米颗粒复合量的影响进行了研究，用SEM测定了两种复合电铸层的表面形貌并进行了表面能谱分析，探讨了间歇搅拌对复合共沉积过程的影响。研究表明。极板放置方式和间歇搅拌对提高微米颗粒在复合电铸层中的复合量有一定程度的影响，而对提高纳米颗粒在复合电铸层中的复合量影响甚微。     

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.     

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。     

复合电铸Ni-La2O3纳米复合材料的组织结构和性能

采用复合电铸工艺制备了不同La2O3纳米颗粒含量的Ni—La2O3纳米复合材料，用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析了纳米复合材料的表面形貌及组织结构，与电沉积纯镍作对比研究了纳米复合材料的显微硬度和耐磨损性能。结果表明，由于La2O3纳米颗粒的存在，导致Ni-La2O3纳米复合材料的组织结构发生了改变，它比纯镍沉积层具有更高的显微硬度及耐磨性，且La2O3纳米颗粒质量分数越大，纳米复合材料的显微硬度越高，耐磨性越好。     

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。     

镍基纳米复合电刷镀层的滑动磨损性能研究

用电刷镀技术制得了镍基 n-SiO_2复合镀层、镍基 n-SiC 复合镀层以及镍基镀层,并对镀层的滑动磨损性能进行了试验研究.纳米复合镀层的表面形貌比较细腻,镀层中纳米粒子分布均匀,与基质金属结合紧密.显微硬度高,可达到 HV692,比镍基镀层提高约50%.滑动磨损试验结果表明,纳米粒子的加入可以提高镀层的耐磨性.纳米复合镀层的磨损机制以疲劳磨损为主,而纯镍镀层以粘着磨损为主.     

喷射纳米Al2O3增强镍基复合镀层的摩擦行为研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3镍基复合镀层，观察了镀层的表面形貌，测试了镀层的显微硬度，并考察了镀层在不同载荷下的摩擦行为，并初步探讨了其磨损机制。结果表明：当纳米Al2O3质量浓度为50g/L时，获得的复合镀层表面平整、晶粒细小、组织致密；显微硬度达到最高，较纯镍镀层提高了39％；在500N、油润滑条件下复合镀层耐磨性提高了30．4％。复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损，而纯镍镀层主要是粘着磨损和磨粒磨损。     

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。     

电泳-电镀沉积制备纳米Al_2O_3颗粒增强镍基复合镀层的耐磨性能

先采用电泳沉积工艺在铜基体上均匀沉积了粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后采用电镀技术在Al2O3涂层中沉积金属镍,得到具有较高含量的纳米Al2O3增强镍基复合镀层;用扫描电镜及附带的能谱仪分析了镀层的表面形貌及成分,研究了镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并对其磨损机理进行了探讨.结果表明:相比于纯镍镀层,纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层的表面更加平整光滑,组织更加致密均匀;镀层中纳米Al2O3颗粒含量对镀层耐磨性能具有显著影响,当其体积分数约为30%时,镀层的耐磨性能最好.     

稀土强韧化MoSi2材料的摩擦学性能

采用高温自蔓延和真空烧结合成了含0.8%（质量分数）稀土/MoSi2复合材料。在MRH-5A型环-块摩擦磨损试验机上,考察了其与调质45#钢配对时的摩擦磨损特性。运用带有微探针的KYKY2800型扫描电镜分析了其磨损表面形貌,探讨了该材料的磨损机制。结果表明：在干摩擦同等条件下,稀土/MoSi2复合材料比纯MoSi2材料具有更好的抗磨损性能,其磨损率比纯MoSi2至少降低了68%。低速（200r/min）时,RE/MoSi2复合材料的磨损机制主要是粘着磨损,随着载荷的增加,粘着磨损脱落更为严重;在高速（400r/min）和低载荷（78N）下,RE/MoSi2复合材料的磨损机制仍以粘着磨损为主,在重载荷（274N）下,RE/MoSi2复合材料的磨损机制主要为粘着磨损和疲劳脆性断裂。     

镍基合金喷熔层摩擦学行为与机制的研究

采用热喷熔工艺制备了两种镍基合金喷熔层，并选用高锰钢、不锈钢作为对比材料，研究了镍基合金喷熔层的摩擦磨损性能。研究结果表明：镍基合金喷熔层具有良好的耐磨损性能和较低的摩擦系数。镍含量对喷熔层的摩擦学性能有显著影响，高镍含量的镍基合金，其耐磨性能明显优于低镍含量的镍基合金。在低速轻载条件下，镍基合金喷熔层的磨损机理为微观犁削；高速重载时，表现为粘着磨损和磨料磨损，其中高镍含量的喷熔层表面形成了致密的转移膜，有效地降低了磨损率。     

TiC颗粒增强铝基复合材料耐磨性能研究

实验结果表明：在铝及其合金中添加TiC颗粒可明显提高材料的抗磨损性能,且磨损性能与材料的硬度之间没有必然的联系。TiC颗粒增强铝基复合材料的磨损表面既有磨粒磨损的特征形貌,又具有粘着磨损的特征产物,磨损过程中两种机理共同发生作用。     

纳米Cu粉填充碳纤维/PTFE复合材料的摩擦磨损性能

考察纳米Cu粉含量、粒径对碳纤维/PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析磨损面和对偶面转移膜形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:纳米Cu粉能提高碳纤维/PTFE复合材料的耐磨性,在高载荷下,纳米Cu粉的增强效果更加明显;纳米Cu粉的粒径越小,复合材料的耐磨性越好;添加质量分数0.3%纳米Cu粉的碳纤维/PTFE复合材料耐磨性最优,1.4 m/s,200 N下实验条件下,其磨损率比未添加时降低了45%;SEM分析显示纳米Cu粉能在对偶面上形成平整致密的转移膜,具有显微增强作用。     

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.     

Effect of composition and microstructure on slurry abrasion response of hardfaced martensitic stainless steel

Hardfaced martensitic stainless steel alloy was deposited on mild steel substrate by flux cored arc welding method. The slurry abrasion studies of weld-deposited hardfaced steel were performed using slurry abrasion test rig with 250–300 μm silica sand particles. The effect of weld compositional gradation on the abrasive wear resistance of hardfaced stainless steel at a distance of 0.6, 1.2, 2.4, 3.0 and 3.6 mm from the top surface was studied. The observed abrasion rates were rationalized in terms of mass loss, hardness and distance from the top surface i.e. diluted surfaces beneath the top surface. The abrasive wear mass loss increased with increasing distance beneath the top surface, which was attributed to the coarsening and morphology change in martensite phase. The results of the present work indicated change in morphology of martensite with increase in the distance beneath the top surface. The operating abrasive wear mechanisms involved ploughing, microcutting and indentation.     

高速切削Inconel 718刀具磨损形态和机理分析

利用涂层硬质合金刀具对Inconel 718进行了高速干切削试验,采用扫描电子显微镜SEM和能量分散光谱EDS扫描,对不同切削参数下刀具的损坏形态和损坏机理进行了研究。分析结果表明刀具损坏形式主要有前刀面磨损、后刀面磨损、剥落和崩刃。刀具损坏机理主要是粘结磨损、磨粒磨损、氧化磨损和扩散磨损等。     

芳纶纱的结构形貌对芳纶/PTFE织物复合材料摩擦学性能的影响

为了研究纱线结构形貌对织物复合材料摩擦学性能的影响,选用对位芳纶纤维,制备成3种具有不同结构形貌的芳纶纱,分别为长丝平行纱、长丝加捻纱和短纤维加捻纱。以相同的制备工艺得到3种芳纶/PTFE织物复合材料,采用多试件摩擦磨损试验机测试复合材料的摩擦学性能,并对芳纶/PTFE混编织物及相应复合材料的结构形貌、力学性能和磨损表面进行分析与探讨。实验结果表明：芳纶纱的结构形貌可直接影响纱线的断裂强度、纱线拔出强力、纱线与树脂的界面结合力,进而影响织物复合材料的摩擦学性能;在不同的磨损条件下3种混编织物的耐磨性表现有所不同,当载荷相对较低时,芳纶短纤维加捻纱/PTFE织物复合材料磨损率更低,而当载荷较高时,芳纶长丝加捻纱/PTFE织物复合材料耐磨性更好。