汽车零件冲压模具用导柱表面Ni-SiO2纳米复合镀层的耐磨性能

为提高汽车零件冲压模具用导柱表面的耐磨性能,在导柱基材20Cr钢表面电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层。利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜观察分析复合镀层的表面形貌、元素组成和显微组织,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测纳米复合镀层的硬度和耐磨性能。结果表明:纳米复合镀层的形貌质量较好,组织致密,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;主要含Ni、Si、O等元素,其中SiO_2的质量分数约为7.8%;平均硬度约为660HV,是20Cr钢的1.1倍;耐磨性能优于20Cr钢,平均摩擦因数约为0.4,是20Cr钢平均摩擦因数的3/4。纳米复合镀层能够为20Cr钢提供有效的表面磨损防护,将纳米复合镀层用在汽车零件冲压模具用导柱上可提高导柱表面的耐磨性能。     

磁场强度对磁场-电沉积Ni-TiN镀层的影响

采用磁场-电沉积方法在40Cr表面制备Ni-TiN镀层,利用显微硬度计、扫描电镜、EDS能谱仪等仪器研究磁场强度对Ni-TiN镀层的显微硬度、表面形貌、TiN粒子复合量及镀液电流效率的影响。结果表明:当磁场强度为0.9 T时,镀层显微硬度达到最大值,为730HV;TiN粒子复合量的质量分数达到最大值,为3.6%;电流效率达到最小值,为73%。SEM分析表明,当磁场强度为0.5 T时,Ni-TiN镀层的晶粒尺寸较大,表面较粗糙;当磁场强度为0.9 T时,镀层表面较平整,晶粒显著细化。     

SiC纳米颗粒对脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积方法制备Ni-SiC复合镀层,研究SiC纳米颗粒对Ni-SiC复合镀层的表面形貌、组织成分、显微硬度、耐磨性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有SiC纳米颗粒的复合镀层比未含SiC的表面结构更紧致,镍晶粒更细小,且镀层中SiC纳米颗粒的质量分数达到最大,为5.79%。Ni-SiC复合镀层表面与内部的显微硬度差异较小,相较于金属基体,复合镀层的显微硬度均有较大的提高。当磨损时间为10 min时,未含SiC纳米颗粒的复合镀层磨损量最多,为3.12 mg。当SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ni-SiC复合镀层的平均显微硬度达到最大值,为600HV,磨损量达到最小值,为0.493 mg。Ni-SiC复合镀层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的极化曲线形状相似,都没有钝化区域。当添加SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ecorr向正移动达到最大值,为-0.441 V,Icorr达到最小值,为1.221×10-5A/cm2,表明Ni-SiC复合镀层的耐腐蚀性最好。     

电沉积方法对Ni-ZrO2复合镀层结构与性能的影响

分别采用机械搅拌-直流电沉积方法、机械搅拌-脉冲电沉积方法和超声波振荡-脉冲电沉积方法制备Ni-ZrO_2复合镀层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征复合镀层的表面形貌和晶相结构,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测复合镀层的显微硬度和耐磨性。结果表明:与机械搅拌-直流电沉积和机械搅拌-脉冲电沉积的复合镀层相比,超声波振荡-脉冲电沉积的复合镀层表面平整、致密,晶粒细小,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;择优取向发生改变,在(220)晶面呈择优取向,而非(200)晶面;显微硬度明显提高,接近600HV;耐磨性改善,磨损形式为轻微磨粒磨损,磨损量降低,仅为2.29 mg。     

脉冲电镀Ni-SiC镀层及其表征

采用脉冲电镀的方法制得Ni-SiC镀层,研究电参数和热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度及结合力的影响。结果表明：在适宜的脉冲电流作用下,镀层组织得到进一步细化,镀层中的SiC颗粒含量增加,从而获得细密、平整的镀层;热处理温度对Ni-SiC镀层的显微硬度和结合力有较大影响,当热处理温度为300 ℃,脉冲电镀制备的3种镀层显微硬度达到最大值,分别为880HV,903HV,896HV;镀层的结合力达到最大值,分别为76,78,77 N。     

热处理对Fe-W-ZrO2纳米复合镀层结构和性能的影响

采用复合电沉积方法,在碳钢表面制备质量分数为Fe38.3%、W52.7%、ZrO29%的Fe-W-ZrO2纳米复合镀层,研究热处理对镀层结构和性能的影响。结果表明,镀态下Fe-W-ZrO2纳米复合镀层内部结构致密无裂纹,呈明显非晶态结构特征,具有较高的硬度和耐磨性;复合镀层经500℃热处理后开始晶化,随温度升高,镀层晶化析出α-Fe相,硬度、耐磨性继续提高;700℃时复合镀层晶化完成,M6C型复合碳化物Fe3W3C析出,与α-Fe相两相并存,镀层硬度、耐磨性急剧增大,到800℃时,Fe3W3C硬质相逐渐成为主相,硬度达到最高点1270HV,耐磨性是镀态下的5～7倍;而且纳米微粒ZrO2的引入不会在Fe-W非晶合金镀层中形成新相,在适当的热处理下能有效提高Fe-W-ZrO2纳米颗粒复合镀层的硬度、耐磨性。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN纳米复合镀层粒子复合量的影响

采用超声波辅助脉冲电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-Ti N纳米复合镀层,研究工艺参数对其粒子复合量的影响,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对镀层的显微组织结构进行测试。结果表明:随着镀液中Ti N粒子浓度、阴极电流密度、超声波功率的增加,Ni-Ti N纳米复合镀层中的Ti N粒子复合量均呈先增加后减小的趋势;当Ti N粒子浓度为30 g/L、阴极电流密度为4 A/dm2、超声波功率为200 W时,Ni-Ti N纳米复合镀层表面粗糙程度较小、晶粒较为细致、组织均匀度较好,且Ti N粒子复合量达到最大值,为4.5%。     

金属镍-碳化硅纳米复合电镀工艺研究

采用复合电镀技术在炭素结构钢板的表面上制备高硬度的Ni-SiC纳米复合镀层,研究镍-碳化硅纳米复合电镀的工艺条件。结果表明,当阴极电流密度为2.56A/dm2,镀液中纳米碳化硅粉的质量浓度为20g/L,镀液的pH值为5.0,温度为50℃时,镀层生长良好,均匀细致平滑,镀层的显微硬度可达到950HV0.2,远高于普通纯镍镀层的硬度。     

电流密度对Ni-AlN仿生镀层耐磨性的影响

采用脉冲喷射电沉积法在40钢表面制备Ni-AlN纳米仿生镀层,通过ANSYS软件确定最佳微凹坑仿生结构参数,对不同电流密度制得的微凹坑状Ni-AlN纳米仿生镀层的微观形貌、组织结构、耐磨性进行研究。结果表明:微凹坑状仿生表面具有一定的减磨效果,最佳微凹坑结构参数是直径为200μm、间距为300μm。此外,随电流密度提高,镀层中AlN纳米粒子复合量先增后减,Ni晶粒尺寸先减后增,电流密度提高未影响镀层成分。电流密度为2 kA/m²时,AlN纳米粒子复合量最高,镀层表面组织致密,硬度最高,为806HV,摩擦因数最小,经磨损后仅产生多条较浅划痕,说明适宜的电流密度能显著提升Ni-AlN纳米仿生镀层耐磨性。     

超声-电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及表征研究

通过超声-电沉积方法,在45钢基体表面制备Ni-TiN纳米镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度及电化学工作站对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微硬度以及耐腐蚀性能进行研究。结果表明:当超声波功率为200 W时,镀层表面颗粒组织进一步细化,且起伏较小,表面较为平整,其显微硬度达到最大值,为735.7HV;采用超声波功率为100 W和200 W制备的Ni-TiN纳米镀层,其腐蚀电流分别为1.549×10-4A/cm~2和6.368×10-5A/cm~2,TiN粒子平均粒径分别为83.1 nm和69.8 nm。     

高硬度高耐磨Ni－P化学复合镀层

用化学镀方法在铸铁表面沉积上一层复合镀层，并分别用ＨＸ－２００维氏显微硬度计、Ｍ－２００型磨损试验机及自制的划痕试验机测定了复合镀层的硬度、耐磨性以及结合力。结果表明：Ｎｉ－Ｐ－Ｂ＿４Ｃ、Ｎｉ－Ｐ－金刚石粉复合镀层具有较高的硬度、高耐磨，但结合力数值较低。     

电刷镀镍基Ni包纳米Al_2O_3粉复合镀层的组织性能

应用电刷镀技术制备了含有 Ni包纳米 Al2 O3粉的镍基复合镀层。采用对纳米粉粒进行裹镍处理解决了粉粒在镀层中共沉积并均匀分布的问题。对该复合镀层的显微硬度进行了测试 ,讨论了裹镍比例对其的影响规律。文中还采用光学显微分析 ( OM)和扫描电子显微镜( SEM)研究了该复合镀层的表面形貌和组织特点 ,在此基础上提出了镍包纳米 Al2 O3粉与镍共沉积的机理。     

电流密度对Ni-SiC镀层组织结构及性能影响

在T8钢表面脉冲电沉积Ni-SiC镀层,用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、X射线衍射仪(XRD)等研究电流密度对Ni-SiC镀层的表面粗糙度、内应力、显微硬度和组织结构的影响。结果表明:电流密度为6 A/dm~2时,Ni-SiC镀层表面粗糙度达到最小值(0.66μm),内应力达到最小值(120 MPa),显微硬度达到最大值(828HV);电流密度为6 A/dm~2时,Ni-SiC镀层表面颗粒尺寸较小,粗糙度较低,镀层致密性较好;Ni-SiC镀层为面心立方结构,且电流密度为6 A/dm~2时,镀层(111)晶面衍射强度较高。     

搅拌方法对Ni/TiN复合镀层微观结构和耐磨性能的影响

采用机械搅拌-电沉积和超声搅拌-电沉积复合方法,在20钢基体表面制备Ni/TiN复合镀层。利用扫描电镜(SEM)和摩擦磨损试验机对复合镀层进行研究。结果表明:当机械搅拌速率为400 r/mim时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为9.8%,显微硬度为871HV;当超声波功率为300 W时,Ni/TiN复合镀层的TiN粒子复合量的质量分数为10.9%,显微硬度为926HV。在机械搅拌-电沉积制得的Ni/TiN复合镀层中,表面颗粒的粒径在3μm左右,而超声搅拌-电沉积制备镀层,表面颗粒的平均粒径为1μm。采用超声搅拌-电沉积制备Ni/TiN复合镀层,耐磨性能优于机械搅拌-电沉积制备的镀层。     

Ni-P-Ti3AlC2化学复合镀层的组织和性能研究

在27SiMn基体上制备一种新型的Ni-P-Ti3AlC2化学复合镀层,利用SEM,XRD对镀层形貌和物相进行表征,利用显微硬度计和磨粒磨损实验机分别对复合镀层的硬度和耐磨性进行研究。结果表明:Ni-P-Ti3AlC2复合镀层的沉积方式为颗粒堆积,相对于Ni-P二元镀层表面比较粗糙;复合镀层为非晶态结构,其硬度和耐磨性比二元镀层显著提高。     

多场耦合沉积Ni-TiN纳米镀层的制备及表征

采用超声波场、磁场及电场等多场耦合电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-TiN纳米镀层。使用扫描电子显微镜、高分辨率电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机研究Ni-TiN纳米镀层的表面形貌、显微组织、物相组成及耐磨性能。结果表明:当多场耦合工艺参数TiN纳米粒子的质量浓度为8 g/L、阴极电流密度为2.5 A/dm2、脉冲占空比为40%、超声波功率为200 W、磁场强度为0.8 T,Ni-TiN纳米镀层表面较为平整,TiN粒子在镀层中均匀分布,镍晶粒明显细化,镀层表面粗糙度Ra为24.645 nm;在此工艺参数下,Ni-TiN纳米镀层的摩擦因数值最小,为0.35,其磨损量达到最小值,为50.8 mg,说明该镀层具有良好的耐磨性能。     

电流密度对Ni-TiN镀层微观组织及性能的影响

在45钢表面脉冲电沉积Ni-TiN镀层。利用原子吸收分光光度计(AAS)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计研究电流密度对Ni-TiN镀层TiN粒子含量、微观组织及显微硬度的影响。结果表明:随着电流密度的增加,镀层中TiN粒子的含量先增大后减少;当电流密度为7 A/dm2,TiN粒子含量达到最大值,为9.89%;电流密度为5~7 A/dm2,随着电流密度的增加,Ni-TiN镀层表面颗粒逐渐细化。Ni-TiN镀层的显微硬度随着电流密度的增大先增加后降低,电流密度为7 A/dm2时显微硬度达到最大值,为844.5HV。     

7A52铝合金焊接接头高能喷丸前后的性能分析

采用高能喷丸技术对7A52铝合金双丝焊焊接接头表面进行处理,利用XRD、TEM和显微硬度仪对材料表面纳米化处理后的样品进行分析。结果表明:经过20 min高能喷丸处理,焊接接头表层的晶粒细化至纳米级,晶粒尺寸细小均匀;母材有η相析出。     

热处理对Ni-SiC镀层表面形貌和性能的影响

采用直流电镀、脉冲电镀和超声波-脉冲电镀方法制备Ni-SiC镀层,研究热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度以及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：经过200 ℃的热处理后,超声波-脉冲电镀法获得的镀层,其金属晶粒最细密,镀层表面更加光滑;热处理温度在300 ℃,直流电镀法、脉冲电镀法和超声波-脉冲电镀法制备的镀层显微硬度达到最大值,分别为884HV,902HV,915HV;超声波-脉冲电镀法制备的Ni-SiC镀层耐腐蚀性能最好,而直流电镀法制备的镀层耐腐蚀性能最差。     

铸态工业纯铝1A85的CVCE变形特征

采用连续变断面循环挤压(CVCE)工艺制备细晶工业纯铝,结合铸态工业纯铝1A85沿宽度、厚度、高度方向上组织和显微硬度的变化,得出CVCE工艺变形特征。结果表明:铸态工业纯铝1A85经1次循环变形后,组织得到明显细化,晶粒尺寸显著减小至33.5μm,是原始试样的2/3,试样的显微硬度增大至52.97HV,相比原始组织提高2倍;纵截面上原始的等轴晶粒取向性逐渐削弱,晶粒沿纵向拉长,横截面上原始粗大的柱状晶粒取向性几乎消失;在厚度、高度方向,试样受挤压力和剪切力由表面至芯部逐渐减小,晶粒尺寸沿表面至芯部逐渐增大,在宽度方向,试样仅受模具约束力,晶粒尺寸沿表面至芯部变化不明显;硬度变化与晶粒尺寸变化相反,符合细晶强化规律。