脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的性能

Ni-P/纳米Al2O3复合镀层具有良好的耐磨、耐腐蚀性能,但有关脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的报道较少.采用脉冲电沉积方法制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层,研究了复合镀层的表面形貌、结构及其在5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并对300,400,500℃热处理后的复合镀层的显微硬度进行了测试.结果表明:Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的耐蚀性优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,但比Ni-P合金镀层差;随镀液中纳米Al2O3浓度增大,复合镀层的显微硬度提高,镀液中纳米Al2O3浓度为25.0 g/L时制得的复合镀层的硬度为685.5 HV;Ni-P/纳米Al2O3复合镀层经400℃热处理后硬度最高.     

化学镀Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构及性能研究

通过化学复合镀工艺制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合镀层的表面形貌及结构进行了测试,研究了纳米Al2O3添加剂、Al2O3复合量质量分数、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构与性能的影响.结果表明,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度和耐磨性高于Ni-P合金镀层,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性增加.当纳米Al2O3复合量质量分数为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P合金镀层增大28%,磨损失重减少20%以上.400℃热处理后,复合镀层结构由非晶态转变为晶态,镀层硬度由570 HV增大到1 185 HV,耐磨性也进一步提高.     

热处理对Ni-P合金镀层组织结构、显微硬度与耐蚀性能的影响

目前,有关热处理对Ni-P合金镀层组织结构与性能的影响研究不够深入。采用脉冲电沉积方法在Q235钢表面制备Ni-P合金镀层,并在200～500℃下进行热处理。利用X射线衍射仪分析镀层的相结构,用电化学极化曲线和扫描电子显微镜(SEM)对镀层在3.5%NaCl,10%HCl和10%H2SO4溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,提高热处理温度,Ni3P相的析出速度增大,Ni-P合金镀层的晶化时间减少,达到最高硬度所需的热处理时间相应缩短,镀层经300℃和400℃热处理后的最高硬度分别达到862.8 HV2N和887.4HV2 N;Ni-P合金镀层热处理晶化后,其耐蚀性能显著降低,在3种腐蚀介质中均发生点蚀。     

Ni-P和Ni-Cu-P化学镀层对比研究

利用SEM、DSC、XRD、中性盐雾试验和显微硬度分析等手段,对Ni-10.54%P及Ni-9.25%Cu-10.23%P化学镀层的组织特征、相结构转变、热稳定性、耐蚀性和硬度进行了比较.结果表明:(1)两种镀层均匀致密,均为胞状结构和非晶态组织;(2)Ni-P镀层仅发生从非晶相向稳定的Ni3P相转变,而Ni-Cu-P镀层则先生成Ni-Cu固溶体和亚稳中间相Ni5P2,再向稳定相Ni3P转变;(3)Ni-Cu-P镀层的热稳定性高于Ni-P镀层;(4)镀态和低温热处理条件下两种镀层的硬度相差不大,Ni-P镀层经400 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值981.1 HV,但Ni-Cu-P镀层经500 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值1 144.8 HV;(5)镀态时Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率只有Ni-P镀层腐蚀速率的2.85%;经过400 ℃、120 min相同条件的热处理,Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率仅为Ni-P镀层腐蚀速率的0.351%.     

Ni-P-TiO2纳米复合镀层的制备及性能研究

用化学沉积方法制备了Ni-P-TiO2纳米复合镀层,通过XRD、SEM、TEM和EDS对纳米复合镀层进行了表征,分析了在3.5%NaCl溶液中TiO2纳米颗粒浓度对纳米复合镀层的耐蚀性能影响,研究了热处理温度对复合镀层显微硬度的影响.结果表明:所得复合镀层中纳米粒子的复合量可达到11.33%;在3.5%NaCl溶液中,当TiO2浓度为8g/L时复合镀层腐蚀电位最高,耐蚀性能最好;在镀态或热处理后,复合镀层的硬度都明显高于Ni-P合金镀层,且经过400℃热处理后,复合镀层的硬度高达Hv1160.     

Ni-P-SiC-MoS2化学复合镀层的组织结构及耐磨性能

在Ni-P化学镀液中添加第二相粒子可提高镀层性能,但目前已有的此类研究中镀层性能还不甚理想。在35CrNi钢基体上沉积了Ni-P-SiC-MoS2复合镀层,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪、显微硬度计、磨损试验机等分析了复合镀层的表面形貌、成分、硬度及耐磨性。结果表明:Ni-P-SiC-MoS2镀层为非晶态结构;镀层硬度随SiC和MoS2混合微粒含量的增加而增加,随热处理温度的升高先升后略降;添加SiC和MoS2的混合微粒6g/L的镀层摩擦磨损性能最好。     

Ni-Co-P合金镀层显微硬度及其耐海水腐蚀性

采用电沉积技术制备了Ni-Co-P合金镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、显微硬度及耐腐蚀性进行了表征和分析.研究结果表明:Ni-Co-P合金镀层表面均匀平整,晶粒尺寸细小,显微硬度均优于Ni-P合金镀层;当镀液中CoSO4·7H2 O含量为50 g/L时,Ni-Co-P合金镀层的显微硬度达到766.3 HV0.2.在人工海水环境中,Ni-Co-P合金镀层的开路电位稳定值更正,腐蚀电流密度与腐蚀速度最小分别为0.68μA·cm-2和8.25μm·year-1;且Ni-Co-P合金镀层的容抗弧半径均大于Ni-P合金镀层,电荷转移电阻(Rct)高达9.902×104Ω·cm-2,约为Ni-P合金镀层的6倍,表现出优异的耐海水腐蚀性能.     

热处理对钛合金激光熔覆自润滑耐磨复合涂层组织和摩擦学性能的影响

为了进一步提高钛合金激光熔覆层的质量,以Ni Cr/Cr_3C_2-WS2复合粉末为原料,采用激光熔覆技术在Ti6Al4V(TC4)钛合金表面制备了自润滑耐磨复合涂层,并将复合涂层在600℃下保温1 h,采用扫描电镜、X射线衍射仪、摩擦磨损试验系统地分析了涂层热处理前后的组织、显微硬度和摩擦学性能的变化及其机理,研究了热处理对自润滑耐磨复合涂层性能的影响。结果表明:自润滑耐磨复合涂层的主要物相为韧性相Ni Ti2,增强相Cr_3C_2、Cr7C_3、Ti C以及润滑相Ti_2SC、Cr S;热处理1 h后涂层的显微硬度(928.8 HV5 N)相对于未热处理涂层(1 076.1HV5 N)略有下降;相对于未热处理涂层,热处理1 h后的涂层表现出良好的耐磨减摩性能,其磨损机理为磨粒磨损。     

热处理对激光熔覆钛基复合涂层组织和微动磨损性能的影响

为研究不同温度热处理对激光熔覆钛基复合涂层组织和微动磨损性能的影响,采用激光熔覆技术在TA2钛合金表面制备40%Ti-25.2%TiC-34.8%WS_2(质量分数)复合涂层,将涂层分别置于300,500℃和700℃真空中保温1h,分析热处理前后涂层的显微组织和微动磨损耐磨性能。结果表明:未经过热处理涂层及经过不同温度热处理涂层的主要物相均为α-Ti,(Ti,W)C_(1-x),TiC,Ti_2SC和TiS。未热处理及经过300,500℃和700℃热处理1h涂层的显微硬度分别为1049.8,980.7,1143.3HV_(0.5)和1190.7HV_(0.5)。经过700℃热处理1h涂层表现出优异的微动磨损性能,磨损机理为黏着磨损和磨粒磨损。     

工件转动速度对喷射电沉积Ni-P/BN(h)复合镀层耐磨性能的影响

为了提高活塞杆表面镀层的耐磨性能,利用喷射电沉积技术在直径为20 mm的45钢工件表面制备了Ni-P/BN(h)复合镀层,研究了工件转动速度对Ni-P/BN(h)复合镀层的表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明:在试验范围内,随工件转动速度的增大,Ni-P/BN(h)复合镀层显微硬度变化不明显,表面粗糙度先增大后减小,且工件转动速度为4.186 mm/s时,摩擦系数和磨痕深度最小,磨损量最少.     

热处理对非晶Ni-P电镀层结构与性能的影响

为进一步了解Ni-P合金电镀层的结构与性能的关系,利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和显微硬度仪等,研究了P含量12.3%(质量分数)的Ni-P合金电镀层热处理前后结构的变化对性能的影响.结果表明:镀态镍磷镀层呈非晶态结构,270℃恒温10 min镀层开始晶化,析出亚稳相Ni12P5和Ni5P2,360℃亚稳相向Ni3P和Ni稳定相转变,且晶粒长大,420℃时只有Ni3P和Ni相;热处理后镀层的硬度大于非晶态镀层,300℃部分晶化析出的纳米晶弥散分布于非晶相中,镀层的硬度达到极大值,Ni3P硬质相的析出大大提高了镀层的耐磨性能.     

化学镀制备Ni-P-Ti(CN)复合镀层及其摩擦学性能研究

采用化学复合镀工艺在钢基表面成功制备了Ni-P-Ti(CN)复合镀层,并对镀层进行热处理。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍仪(XRD)和数显显微硬度计等手段分析镀层的表-断面形貌、物相组成和显微硬度;采用旋转摩擦实验,结合形貌观察与能谱分析(EDS)对比研究了基体、Ni-P镀层和Ni-P-Ti(CN)复合镀层的摩擦学性能,并阐述了镀层的磨损机理。结果表明:Ti(CN)微粒的共沉积和热处理能够明显提高镀层的显微硬度;热处理后Ni-P-Ti(CN)复合镀层的显微硬度值为1120HV,摩擦系数为0.23,磨损率为2.59×10-4 mm3·(N·m)-1,具有较优的摩擦学性能,Ni-P-Ti(CN)复合镀层和Ni-P镀层次之,复合镀层中弥散分布的Ti(CN)微粒对减小镀层摩擦系数和降低磨损率具有十分重要的作用。     

机器臂缸套表面电沉积Ni-P-xZrO2纳米复合镀层性能表征

为了提高机器臂缸套表面电沉积Ni-P复合镀层的综合性能,通过电沉积工艺使ZrO2掺入Ni-P镀层内,研究了Ni-P-xZrO2纳米复合镀层的组织结构、润湿性、硬度以及电化学腐蚀性能.结果 表明:逐渐提高电沉积液内的ZrO2含量后,位于8.94°处的ZrO2衍射峰强度不断提高.镀层进行煅烧后析出了Ni与Ni3P 2种物相成分,ZrO2已经掺杂到Ni-P镀层内.当在电沉积液内加入更高含量的ZrO2后,镀层形成了更粗糙的表面,产生了更多树枝晶,镀层表面从最初的亲水性变为疏水性.在一定范围内提高ZrO2含量后可获得硬度更高的Ni-P-ZrO2复合镀层,在ZrO2浓度为5 g/L时复合镀层的硬度最大,接近1110 kg/mm2.析出硬质相Ni3P的过程中形成了大量的晶界,从而引起大量位错堆积在晶界区域,导致发生应变硬化现象.腐蚀电流密度随着ZrO2含量的增大先降低后增加,最小值发生在ZrO2浓度为5g/L时;腐蚀电压表现出的规律与之相反.     

化学镀Ni-P合金的耐磨性研究

研究了化学镀Ni-P镀层在不同温度的热处理后的磨损实验结果,并探讨了化学镀Ni-P镀层的磨损机理,结果表明,镀层经过400℃热处理后,硬度最高,但镀层经600℃热处理后耐磨性达到最佳。     

非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层的耐磨性能

采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离。     

包装材料用陶瓷表面化学沉积Ni-P镀层研究

为提高包装材料的表面质量,满足工业生产、航空、航天、日常生活等需求。采用化学沉积方法在包装材料用陶瓷表面沉积Ni-P镀层,利用扫描电镜、X射线衍射仪、DSC差热分析仪和摩擦磨损试验机研究Ni-P镀层的表面形貌、物相结构、晶化温度及耐磨性能。结果表明,当镀液中硫酸镍含量30g/L、热处理温度500℃时,Ni-P镀层的磨损质量达到最小22.2mg。当热处理温度达到500℃时,Ni-P镀层磨损机制主要表现为磨粒磨损和黏着磨损。DSC分析可知,Ni-P镀层主放热峰对应的晶化温度为339℃。当热处理温度达到500℃时,Ni-P镀层最终稳定相为Ni+Ni_3P+NiO。     

电刷镀Ni-P／纳米WC复合镀层工艺及性能研究

为了改善电刷镀Ni-P镀层的硬度和耐磨性,通过在电刷镀Ni-P镀液中加入纳米WC微粒制备Ni-P/纳米WC复合镀层,研究了镀液中纳米WC含量与镀层中纳米WC含量的关系;测定了不同WC含量对镀层硬度和镀层结构的影响.考察了试样在1 mol/L H2SO4,1 moL/L HCl及3%NaCl介质中的耐蚀性.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了Ni-P/纳米WC镀层的性能.结果表明,Ni-P/纳米WC电刷镀复合镀层耐蚀性能与原电刷镀Ni-P镀层相当,耐磨性优于电刷镀Ni-P镀层.镀液含25 g/L纳米WC时,电刷镀复合镀层的显微硬度为918 HV.     

热处理非晶态Ni-P合金镀层的晶化过程

运用电沉积的方法在45钢基体上制备Ni-P合金镀层,使用差示扫描量热法(DSC)和热重法(TG)分析非晶态NiP合金镀层在20℃/min加热速率下的热效应和质量变化。在300℃和400℃分别对镀层进行0,15,30,45,60,75min的热处理,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计对镀层进行表征。结果表明:Ni-P合金镀层在加热过程中的放热峰出现在284.8℃处,镀层的质量和元素组成稳定;晶化过程经历了非晶态、亚稳态NiP和Ni5P2、稳定态Ni3P的转变;经过热处理后,镀层的显微硬度显著提高,最大值达1036.56HV,约为镀态的2倍;热处理态镀层的耐NaCl溶液腐蚀性能比镀态有所下降,但两者都比45钢基体好。     

镍-磷-氧化铝复合化学镀层的耐磨性研究

将微粒三氧化二铝与镍-磷化学镀液复合,使三氧化二铝微粒均匀地弥散分布于镍-磷基体中,以提高镀层的耐磨性.着重研究了复合化学镀工艺条件和镀后热处理温度对Ni-P-Al2O3复合镀层耐磨性的影响.试验结果表明:施镀工艺对镀速、三氧化二铝在镀层中的分布有影响,镀后热处理可提高镀层硬度.在pH=5.4、施镀温度为90±2℃、α-Al2O3微粒加入量为5g/L、搅拌速度为400r/min的条件下所得复合镀层加热到400℃、保温1 h后,镀层耐磨性最佳.在相同的磨损条件下,复合镀层的耐磨性比Ni-P镀层提高6～7倍,比45钢淬火态提高30多倍.     

α-Al2O3含量对Ni-P复合化学镀层结构及性能的影响

为改善镍磷复合化学镀层的性能,利用X射线荧光光谱、X射线衍射等分析方法研究了α-Al2O3在镀层中的含量对镀层硬度、耐磨性、孔隙率及镀层结构的影响.结果表明:镀液中α-Al2O3加入量小于1 g/L时,随镀液中α-Al2O3浓度的增大,镀层中α-Al2O3的含量提高,镀层硬度与耐磨性增大,孔隙率略有增加;当镀液中α-Al2O3含量为1 g/L时,镀层中α-Al2O3的含量达到最大值4.8%,镀态硬度达到750 HV,约为Ni-P镀层的1.5倍,耐磨性约是Ni-P镀层的5.0倍;镀态镀层为Ni-P非晶与α-Al2O3晶体组成的复合镀层,经400℃热处理1 h后,镀层晶化为Ni3P晶体、Ni基固溶体,表面生成NiO晶体,镀层中α-Al2O3的结构不变.