汽油机活塞顶面镀层的设计与仿真研究

基于有限元软件ABAQUS建立了镀层-活塞的三维几何模型，采用顺序热力耦合的有限元分析法，系统研究了镀层厚度、弹性模量和导热系数对活塞-镀层界面峰值应力的影响。结果表明：当镀层厚度在100～200μm时，活塞-镀层界面峰值应力随镀层厚度的增大而增加，从163 MPa增加至212 MPa，增大了30.06%；当镀层弹性模量在200～600 GPa时，活塞-镀层界面峰值应力随镀层弹性模量的增大而增加，从104 MPa增加至175 MPa，增大了68.27%；当涂层导热系数在50～400 W·m^-1·K^-1时，活塞-镀层界面峰值应力随镀层导热系数的增大而基本保持不变，约为171 MPa。综合考虑活塞顶面的性能需求，依据界面峰值应力与镀层结合状态的演变机理并结合实际电镀工艺：镀层厚度以150μm左右为宜，弹性模量以SiC类复合镀层材料的400～600 GPa为宜。导热系数对薄涂层活塞应力场的影响十分有限。     

电镀层内应力的产生和消除方法

本文是在查阅了国内外相关资料，并在大量的攻关试验的基础上，系统地介绍了关于电镀层内应力的概念，产生机理，电镀过程中产生应力的因素，应力对镀层及工件机械性能的影响，以及消除应力不良影响的办法，并介绍了镀层内应力的测量方法。     

溅射积附时金属镀层内应力的研究

本文分析了溅射积附时金属镀层内应力的起因、木质及表现形式、讨论了镀层应力、本征应力和热应力的影响因素，并对溅层粘合力进行了研究。     

快速镍电刷镀层内应力的影响

1　前言镀层的残余应力是物体在无外负载作用时存在于其内部并保持平衡的一种应力。形成内应力的原因很多 ,研究和实践证明 ,镀层的残余应力与镀层厚度、镀层金属与基体金属的线膨胀系数有关。在施镀过程中会产生不平衡结晶。镀层内应力的大小还与镀液的成份、镀液与工件的起始温度、操作电流密度、镀层的厚度以及镀层金属的熔点等因素有关。一般情况下 ,镀层越厚 ,内应力越大。镀层内应力有压应力和拉应力之分。大部份电刷镀镀层内部存在拉应力 ,有些镀层的应力性质与镀层的厚度有关。随着镀层厚度的增加 ,可能从压应力状态变为拉应力状态…     

激光强化电刷镀n-Al2O3/Ni复合镀层残余应力研究

利用Nd3+:YAG激光器对电刷镀过程进行强化,在45钢上制备了n-Al2O3/Ni复合镀层。采用X射线衍射法测定了镀层的轴向残余应力及其随镀层厚度变化情况。结果表明,镀层厚度从10μm增加到200μm,激光强化电刷复合镀层的轴向残余应力由压应力逐渐转变为拉应力。当激光功率为600W时,厚度为200μm的镀层的残余应力为103MPa,比普通电刷镀层降低约255MPa。分析了激光对n-Al2O3/Ni电刷复合镀层轴向残余应力的影响机理。     

对甲苯磺酸钠对氨基磺酸镍镀层性能的影响

通过对镀层应力,硬度及镀层形貌分析,研究了对甲苯磺酸钠作为添加剂对氨基磺酸镍镀层性能的影响规律。结果发现当镀液中不含添加剂时,镀层应力表现为拉应力,随着对甲苯磺酸钠添加量的增加,镀层内应力先表现为压应力,又逐渐变为拉应力。镀镍层的硬度也随着对甲苯磺酸钠添加剂含量的增多而增大,并且镀层表面结晶趋于细腻平滑。     

氨基磺酸镍镀层低应力的理论分析

对实际电镀条件下,氨基磺酸镍镀层具有低应力的现象进行应力理论分析,具有重要的实际意义。本文通过常用电解镍和含硫去极化镍阳极在不同的阳极状态下的镀液和镀层分析,确认了氨基磺酸镍的阳极氧化产物使镀层含硫及应力降低,并由一组氨基磺酸镍和瓦特镍镀层含杂量(不包括硫)、含氢量及织构的对比实验,从应力理论上解释了正常镀低应力氨基磺酸镍时其镀层应力低的原因。至于是何种物质使镀层含硫还有待于进一步的研究。     

溅射积附时金属镀层内应力的研究

本文分析了溅射积附时金属镀层内应力的起因、本质及表现形式,讨论了镀层应力、本征应力和热应力的影响因素,并对镀层粘合力进行了研究。     

激光强化电刷镀Ni镀层残余应力研究

利用Nd3+:YAG激光器和电刷镀设备制备了激光强化电刷镀Ni层,采用X-射线衍射法测定了镀层的轴向残余应力,分析了残余应力随镀层厚度变化的情况.结果表明,当镀层δ从10μm增加到200μm时,激光电刷镀Ni层轴向残余应力由压应力逐渐过渡为拉应力,最大值为197 MPa(激光功率300W、镀层δ为200μm),比普通电...     

对电刷镀镀层内应力的研究

电刷镀过程中产生的应力影响镀层及基体金属材料的一系列物理、化学和力学性能,例如降低了材料的耐蚀性和抗疲劳性能,影响沉积金属的耐磨性、硬度、导磁和导电性等。研究内应力的主要是在于获取小应力和无应力镀层。本文分析了镀层内应力产生的机理以及影响因素,提出了降低镀层内应力的一些方法。     

超声波对镍镀层硬度的影响

分别在超声波和无超声波条件下,制备了镍镀层。通过镍镀层硬度测试、金相组织观察和镀层内应力的测定,分析了超声波条件下镍镀层硬度提高的影响因素。实验结果表明:增加超声波功率,导致镀层硬度增大。在超声波作用下,镍镀层的晶粒细小,镀层呈现压应力状态。镍镀层晶粒细化、加工硬化和存在压应力是超声波电镀镍层硬度提高的主要因素。     

添加剂对钯电沉积层氢含量和内应力的影响

采用电化学方法研究了添加剂对钯电沉积层氯含量和应力的影响。结果表明，含有光亮剂的镀液中所获得的钯电沉积层氢含量较无添加剂的显著提高，表面活性剂可极大降低镀层氢含量。添加剂的协同作用使镀层应力状态发生变化；在电沉积初期，沉积层内应力变化较大，随后逐渐趋于稳定。     

兆声功率密度对同轴兆声辅助喷射电沉积镍的影响

[目的]金属微器件在电沉积过程中往往会产生较大的残余应力,对微器件的尺寸精度、力学性能和良率产生不利影响。[方法]为降低镀层的残余应力,在喷射电沉积镍过程中施加同轴兆声辅助。研究了兆声功率密度对Ni镀层形貌、表面粗糙度、显微硬度和残余应力的影响。[结果]施加同轴兆声辅助后,所得Ni镀层的宏观和微观形貌都有所变差,表面粗糙度略微增大,显微硬度变化不大,但残余应力显著降低。当兆声功率密度为10 W/cm²时,Ni镀层的残余应力最低,比无兆声辅助时所得Ni镀层低了37.75%。[结论]在电沉积过程中施加兆声辅助能够有效降低镀层的残余应力。     

用开口圆环法测定电刷镀层应力

针对电刷镀的工艺特点，提出一种可以测定镀层宏观应力的简单方法。阐述了应力测算原理并介绍了应用实例。     

N-240C型柔软剂对镀镍层性能的影响

柔软剂也叫应力消除剂。在电沉积过程中加入柔软剂可以改变镀层内应力的方向,使压应力和拉应力之间达到一定的平衡,宏观上起到缓和镀层内应力的作用,以此达到降低和消除内应力的目的。采用N-240C型柔软剂作为应力消除剂,研究了其体积分数对镀层光亮度、结合力、耐蚀性及应力的影响。     

紫铜基体上组合电刷镀厚镍层的工艺

研究了快速镍、低应力镍刷镀时间对紫铜表面镍镀层的厚度、显微硬度及结合强度的影响。单层快速镍及单层低应力镍较适宜的刷镀时间为15～20min。采用15min快速镍与15min低应力镍交替组合刷镀镍,所得镍镀层的厚度、显微硬度及耐淬火次数分别达50μm、400HV及46次,镀层组织清晰而均匀,镀层与镀层之间、镀层与基体之间结合良好,符合理想厚镍镀层的性能要求。     

电镀层质量参数在线测量技术研究

本文是磁敏感测厚原理的扩展研究。镀层在电镀正过程及电解逆过程对磁性基体产生应力效应因不可逆而形成应力回线,各种金属镀层都有自身特征的应力回线。利用标准的阳极溶解测厚法,采用磁敏传感智能系统可自行标定传感输出电压与厚度等质量参数曲线,磁敏片在多次重复使用过程中通过对电流效率及镀层应力回线的连续测定,实现了对处于相同工艺状态下镀层质量和镀液状态的监测。     

自动脉冲刷镀工艺参数对镍–氧化铝复合镀层残余应力的影响

基于自动化脉冲刷镀工艺,在发动机连杆大头孔内表面进行复合电刷镀,制备了Ni–α-Al2O3复合镀层。选取电压、镀笔速率、频率、脉冲占空比等4个工艺参数为影响因素,设计L16(44)正交试验。使用方差分析法研究了各工艺参数对水平和垂直方向上复合镀层残余应力的影响。采用综合加权评分法对镀层残余应力进行多目标优化,获得具有较理想残余应力镀层的最佳工艺参数为:电压14 V,镀笔速率2.5 m/min,脉冲占空比80%,频率600 Hz。脉冲占空比对镀层残余应力的影响最为显著。     

非晶Ni-P合金镀层的制备及应力腐蚀研究

为了探究非晶Ni-P合金镀层对304不锈钢应力腐蚀的影响,通过优化工艺配方制备非晶Ni-P合金镀层,并对其结构和耐蚀性进行了分析。结果表明:非晶Ni-P合金镀层表面平整,P的质量分数为10.72%;非晶Ni-P合金镀层的耐蚀性优于304不锈钢的,接近耐腐蚀材料等级;非晶Ni-P合金镀层的应力腐蚀敏感指数更低,起到较好的机械隔离和电化学保护作用。     

9Cr18不锈钢表面不同耐磨镀层的微观结构及耐磨性

针对9Cr18不锈钢的耐磨需求，选用硬铬镀层、Ni-P化学镀层、Ni-c BN/h BN复合镀层等3种镀层，通过扫描电镜、划痕法、球盘磨损试验等研究了其在微观结构、结合力、常温及高温耐磨性等方面的差异。结果表明，3种镀层的硬度均可达800 HV以上，但Ni-c BN/h BN复合镀层的硬度略高；经过预镀镍处理后Ni-c BN/h BN复合镀层与基体之间的结合强度高达68 MPa，但硬铬镀层与基体的结合力较差；Ni-P化学镀层和Ni-c BN/h BN复合镀层在常温下的耐磨性相当，但Ni-c BN/h BN复合镀层在200℃下的耐磨性略优；硬铬镀层在摩擦应力作用下涂层出现明显剥落、黏着磨损严重，耐磨性较差。Ni-c BN/h BN复合镀层更宜选作9Cr18不锈钢表面的耐磨镀层。