真空热处理提高烧结钕铁硼镀Cu层结合力的研究

目的 提高烧结钕铁硼表面镀Cu膜层结合力,改善可焊性,进一步制备生物友好的强耐蚀性防护薄膜。方法 采用磁控溅射技术在钕铁硼表面制备约7 μm厚的Cu膜,研究热处理温度和时间对Cu/NdFeB界面组织、膜基结合力和样品磁性能的影响,选取最优化热处理样品电镀约2 μm厚的Sn膜,再于280 ℃在其表面焊接Au片,评估其可焊性。结果 500 ℃热处理样品的Cu膜与基体间发生了明显扩散,扩散深度及结合力随时间延长而增加。热处理2 h样品的膜基结合力由处理前的11.0 MPa提高至31.5 MPa,膜基分离位置发生在磁体亚表面层,矫顽力、剩磁和最大磁能积等磁性能无显著下降。进一步镀Sn后,在其表面焊接的Au层与Cu膜层基体冶金结合良好,耐腐蚀性能优异。700 ℃热处理样品的Cu膜与基体间扩散过快,易造成Cu膜消失及钕铁硼基体表面损伤。结论 真空热处理温度和时间对Cu/钕铁硼界面组织有根本性影响,通过适宜的热处理可大幅提高磁控溅射的Cu膜与烧结钕铁硼之间的膜基结合力,同时不明显降低磁性能,可采用焊接方法在热处理后的Cu膜表面制备结合力高、长效耐蚀且生物友好的防护薄膜。     

NiCrAlY薄膜对Sm2Co17磁体高温抗氧化性的影响

采用直流磁控溅射方法在Sm2Co17磁体表面制备Ni Cr Al Y薄膜,分别探讨了Ni Cr Al Y薄膜防护的Sm2Co17(Ni Cr Al Y/Sm2Co17)磁体在500,600和700℃空气中的氧化行为,测试了磁体的氧化增重和磁性能,并用SEM,EDS和XRD对薄膜的微观形貌、化学成分和相组成进行表征。结果表明,Ni Cr Al Y薄膜在600℃以下可明显减缓O向Sm2Co17基体的扩散速率,提高Sm2Co17磁体的抗氧化性;当氧化温度升高到700℃,Ni Cr Al Y薄膜的防护效果有所下降。在高温氧化过程中,Ni Cr Al Y薄膜选择性氧化形成富Al2O3的致密氧化膜,可提升薄膜的高温抗氧化性能。     

等温退火对Alnico8合金微观结构的影响

利用透射电镜(TEM)和X射线小角衍射技术(SAXS)研究了磁场等温退火工艺参数对Alnico8合金的微观组织的影响,样本的晶格结构清晰可见。结果表明,在等温退火阶段Alnico8合金通过调幅分解形成两相结构,棒状的铁磁相(1α相)粒子高度有序地弥散在弱磁性相(2α相)当中。其中,1α相的平均长度由SAXS测得,并与TEM照片数据进行了验证比对。本文着重研究了1α相粒子平均长度随等温退火处理的温度及时间参数的改变规律,结果显示样本的磁性能与其微观结构有一定相关性。     

550 ℃表面渗氧对Ti-6Al-4V合金耐磨性能的影响

对Ti-6Al-4V合金550 ℃的空气中渗氧60 h后的表面形貌、显微组织、成分、硬度、划刻性能和耐磨性进行研究,并与未处理的钛合金进行了比较。结果表明,渗氧后的钛合金表面粗糙度有所增加,表层形成约3.5 μm厚的渗氧层,X射线衍射(XRD)检测到了锐钛矿相、金红石相、板钛矿相TiO₂和Al₂O₃相。渗氧层的显微硬度和纳米硬度分别为804.6 HV0.025和14.5 GPa,比未处理的基体提高了143.7%,且压痕周围未见裂纹;渗氧后钛合金表面最大划痕深度由12 μm降至4 μm,磨损率由354.33×10^-6mm³/Nm降至1.44×10^-6mm³/Nm,渗氧层的主要磨损机制为轻微的磨粒磨损。表面渗氧显著提高了Ti-6Al-4V钛合金表面硬度和耐磨性,同时其内部组织粗化和软化不明显,可作为提高钛合金表面耐磨性能的潜在方法。     

铝熔体泡沫化过程中孔结构的控制

在大量试验研究的基础上，探索了铝熔体泡沫过程中控制泡沫铝孔径、孔隙率等结构参数的工艺方法，研究了发泡剂加入量，搅拌及保温时间等对孔结构的影响。     

粉末粒度对镍合金熔覆薄层组织及成分的影响

针对在钢基体表面熔覆镍合金薄层时稀释率高的问题,采用304不锈钢基体和两种不同粒度的Ni Cr Fe BSi合金粉末,在较高的扫描速度、较低的热输入下制备熔覆薄层,研究了粉末粒度及熔覆工艺参数对熔覆过程冶金反应及熔覆层微观组织与成分分布的影响。结果表明,在较低的热输入下即可将粉末完全熔化并加热至发生自钎反应的温度,熔覆合金在基体表面铺展,得到表面平整的熔覆层,无裂纹出现。采用厚度200μm,粒度范围70～100μm的镍合金粉末层,制备的熔覆层厚约170μm,稀释率较高;采用相同厚度的粒度约50μm的镍合金粉末层,获得了厚约130μm的熔覆层,稀释率低且熔覆界面更平整。由于更细的合金粉对激光能吸收率更高,在较低的热输入下即可熔化,传导至基体的热量显著降低,基体熔化少,热影响小。该方法可用于制备防护薄层及精密修复。     

NdFeB磁体表面离子液体电沉积Al层的组织结构及耐蚀性能

NdFeB磁体表面电沉积铝可提高其耐蚀性,但无法在水溶液中进行。为此,在BMIC（1-丁基-3-甲基氯化咪唑）-AlCl3型离子液体中添加甲苯添加剂对NdFeB磁体恒流电沉积Al层。探讨了甲苯含量对电沉积Al层显微形貌及表面粗糙度的影响,研究了最佳甲苯含量离子液体电沉积Al层的耐蚀性。结果表明：在BMIC-AlCl3离子液体中添加20％甲苯,Al沉积层致密、平整,结合良好,甲苯的加入使Al沉积层的晶粒取向产生了变化,细化了晶粒,整平了沉积层;相对于纯离子液体电沉积灿层,添加20％甲苯所得Al沉积层的耐蚀性明显提高。     

柠檬酸钠含量和pH对锌合金表面镀镍的影响

采用柠檬酸钠作为镍配位剂,在ZAT10锌合金表面电沉积镍,利用扫描电镜、阴极极化等方法分析了镀层表面形貌和孔隙状况,研究了柠檬酸钠含量和镀液pH对镀镍层形貌的影响.结果表明,在柠檬酸钠含量为70～180g/L、镀液pH为4.7～7.0的条件下,所得镀镍层平整致密,无条纹、孔隙和裂纹产生.     

pH和柠檬酸钠含量对变形锌合金镀镍层质量的影响

固定其它工艺参数,改变镀液pH值和柠檬酸钠含量对ZAT10变形锌合金进行电镀镍,通过金相显微镜、场发射扫描电镜(SEM-EDS)和超景深三维显微镜记录镀镍层的形貌,以镀液稳定性、镀层表观合格性和出现裂纹与否为依据,对整个实验区进行划分,获得了关于镀液pH值-镀液柠檬酸钠含量与镀液稳定性和镀层性能的关系示意图,并结合EDS分析镀层成分和涂膏法、热震试验分析镀层性能的结果,最终确定了示意图上镀液稳定、镀层质量好的区域。     

预热处理对耐磨锡青铜Cu-6.5Sn-0.1P合金组织的影响

主要研究了不同预热处理温度及挤压工艺对耐磨锡青铜Cu-6.5Sn-0.1P合金锻后显微组织的影响,优化了预热处理工艺。结果表明,在770℃预处理后,铸态合金在锻压后组织再结晶良好,晶粒细化明显,三元共晶组织的偏析得到了很好控制。通过合适的挤压工艺,有效地消除了合金铸态组织中的树枝状晶;合金在挤压的过程中具有较好的再结晶,细化了晶粒,减小了三元共晶组织的偏析,有利于锡青铜合金的进一步加工。