电刷镀在表面工程中应用的研究进展

综述了电刷镀技术在材料表面防腐、耐磨及维修领域的应用。 介绍了电刷镀耐蚀、耐磨镀层的新工艺及其性能,包括纳米晶合金电刷镀层、纳米复合电刷镀层、双纳米复合电刷镀层以及电刷镀复合转化膜层的研究现状。 最后指出了今后电刷镀技术研究应用的方向。     

镍基及镍合金纳米复合电刷镀的研究进展

镍基及镍合金纳米复合刷镀层因具有优异的耐磨损、耐高温、耐腐蚀性能,已成为纳米复合电刷镀技术的主攻方向,受到国内外的广泛关注。综述了近年来,镍及镍钨合金、镍钴合金、镍铁合金、镍钼合金纳米复合刷镀层的研究现状。指出目前纳米复合电刷镀技术研究的局限是镀层基质偏重镍基,镀液所添纳米颗粒种类有限,镀层所含纳米颗粒单一、复合量低,镀层性能提升空间有限。纳米颗粒的种类、含量、尺寸与纳米颗粒硬质点强化效应的定量关系以及基于电刷镀工艺特点的复合电沉积机理,研究进展缓慢,是今后纳米复合电刷镀研究的难点。镍合金纳米复合刷镀层、多粒子纳米复合刷镀层、特殊功能纳米复合刷镀层、宽范围纳米颗粒复合量刷镀层的研究,将会赋予人们控制材料性能更大的主动性,是未来纳米复合电刷镀研究的重要方向。     

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。     

纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层的制备及微观力学性能

采用高能机械化学法配置了纳米Al2O3颗粒镍基复合镀液,并制备了纳米复合镀层。对所得复合镀层的组织和成分进行了分析,采用纳米压痕法研究了复合镀层的硬度、弹性模量等微观力学性能。结果表明,高能机械化学法有效解决了纳米颗粒的团聚,将镀液中85％的颗粒分散至纳米量级,使复合镀层中纳米颗粒的含量提高了53％,复合镀层组织更加致密、均匀;复合镀层的共沉积过程对纳米颗粒的粒径具有自动选择效应,镀层中纳米颗粒尺寸均小于40nm;纳米颗粒复合镀层具有良好的微观力学性能,硬度和弹性模量分别为7．04GPa和225GPa,这是由于纳米Al2O3颗粒对复合镀层具有超细晶强化、硬质点弥散强化、高密度位错强化机制所致。     

复合电刷镀纳米镀层性能改善及问题探讨

为获得性能优异的复合镀层,从纳米粒子的性质出发,探讨了纳米粒子对电刷镀镀液性能的影响.纳米粒子的加入,大大提高镀层硬度、耐磨性和耐蚀性.结合现状提出当前需要解决的关键问题并展望纳米复合镀层的发展前景.     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

电刷镀Ni／n-SiO2复合镀层的形貌及摩擦学性能研究

利用脉冲换向电刷镀方法制得了Ni／n—SiO2复合镀层，并对镀层进行了表面形貌观察和分析，测试了镀层的摩擦学性能，与直流工艺条件下的快镍镀层和Ni／n—SiO2复合镀层相比，采用脉冲换向电刷镀工艺得到的Ni／n—SiO2复合镀层，由于脉冲换向电流的细晶强化作用和纳米颗粒的弥散强化作用，镀层致密、晶粒团尺寸细小、硬度高、摩擦系数低，因此耐磨性能更好。     

电沉积耐磨减摩纳米复合镀层的研究进展

纳米复合镀层比常规镀层具有更高的硬度和更加优良的摩擦学性能.评述了纳米复合镀层的电沉积工艺,包括纳米颗粒前处理、纳米颗粒添加量、电流、镀液pH值、镀液温度和搅拌方式等对镀层中纳米颗粒含量、镀层表面形貌及微观结构的影响,对纳米复合镀层摩擦学性能以及纳米颗粒耐磨减摩机理的研究进行了综述.     

自动化纳米电刷镀复合镀层的组织和性能

采用自制的自动化电刷镀系统制备了n-Al2O3/Ni复合电刷镀层,对比研究了手动和自动纳米电刷镀镀层的组织和性能.结果表明,自动化纳米电刷镀效率高,镀层组织更致密,纳米颗粒在复合刷镀层中均匀弥散分布;镀层硬度和耐磨性能等与手动纳米刷镀层性能相近,但是,其性能分布更均匀.这是由于自动化电刷镀过程避免了人为因素影响,使得镀层金属和纳米颗粒的共沉积过程更加连续一致.     

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。