电流密度对氨基磺酸盐镀液电沉积纳米TiN/Ni复合镀层性能的影响

以添加有纳米TiN颗粒的氨基磺酸盐镀液为基础镀液,采用超声-脉冲电沉积的方法在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了电流密度对其微观形貌、显微硬度以及表面TiN含量及分布的影响。结果表明:当电流密度在2~5A·dm~(-2)时,复合镀层结构致密且厚度均匀,其厚度随电流密度的增大而增加;随着电流密度的增大,复合镀层表面晶粒先细化后长大,显微硬度先提高后降低,当电流密度为4A·dm~(-2)时,镀层表面平整,表面和截面硬度均达到最大,分别为677,763HV;复合镀层表面TiN的含量随电流密度的增大先增加后减少,当电流密度为4A·dm~(-2)时,其含量最高且分散均匀。     

脉冲参数对Cu-Sn-PTFE镀层组织结构和性能的影响

用脉冲电沉积的方法,在焦磷酸盐电解液中制备Cu Sn PTFE复合镀层,研究电流密度、脉冲频率、占空比等对镀层组织结构、成分、硬度及摩擦学性能的影响。结果表明,随电流密度和脉冲占空比的减小,复合镀层表面变得细腻,硬度逐渐增加;而随着脉冲频率的增大,镀层的摩擦因数有下降的趋势;复合镀层中的氟元素含量越高,镀层硬度越低,而镀层中的PTFE颗粒在摩擦过程中使得镀层具有优异的自润滑性能。在电流密度为25 A/dm2、频率3 000 Hz、占空比60%的脉冲参数组合下,复合镀层的组织均匀,PTFE含量高,摩擦学性能也最优异。     

电沉积制备纳米晶镍-钨-稀土合金镀层工艺及性能

采用电沉积技术制备了纳米晶镍-钨-稀土合金镀层,重点研究了其制备工艺及镀层性能,探讨了电流密度、电沉积时间、镀液中稀土含量、镀液pH值和镀液温度等因素对镀层沉积速率的影响;用SEM、XRD、EDS、阳极极化曲线等方法分析了镀层的表面形貌、结构、组成、耐蚀性和抗氧化性等。结果表明:合金镀层的最佳制备工艺条件为电流密度9.5 A·dm~(-2)、镀液pH值7、电沉积时间70 min、镀液温度50℃、镀液中NdCl_3添加量4.5 g·L~(-1)或镀液中Ce(SO_4)_2添加量3 g·L~(-1);添加稀土元素钕、铈后合金镀层表面颗粒排列致密、均匀,表面无裂纹,其抗高温氧化性和耐蚀性能与硬铬镀层比较相差较小。     

脉冲参数对Cu-Sn-PTFE镀层结构和摩擦学性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在焦磷酸盐电解液中制备Cu-Sn-PTFE复合镀层,研究电流密度、脉冲频率、占空比等对镀层组织结构、成分、硬度及摩擦学性能的影响。结果表明,随电流密度和脉冲占空比的减小,复合镀层表面变得细腻,硬度逐渐增加;而随着脉冲频率的增大,镀层的摩擦因数有下降的趋势;复合镀层中的氟元素含量越高,镀层硬度越低,而镀层中的PTFE颗粒在摩擦过程中使得镀层具有优异的自润滑性能。在电流密度为2.5 A/dm~2、频率3 000 Hz、占空比60%的脉冲参数组合下,复合镀层的组织均匀,PTFE含量高,摩擦学性能也最优异。     

纳米SiC/Ni复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了纯镍镀层和纳米SiC/Ni复合镀层,考察了电镀时间、SiC质量浓度、电流密度和镀液温度对复合镀层中纳米SiC含量的影响,表征了镀层的表面形貌和SiC纳米颗粒的尺寸;最后研究了镀层的摩擦磨损性能。结果表明:复合镀层中纳米SiC的含量随着电镀时间延长、电流密度增大、镀液温度升高以及SiC质量浓度的增大先升高后降低,且最佳工艺参数为电镀时间30min,SiC质量浓度20g·L-1,电流密度2A·dm-2,镀液温度60℃,镀液pH4.5,搅拌速度300r·min-1;与纯镍镀层相比,纳米SiC/Ni复合镀层的晶粒更细小,组织更致密,具有更好的摩擦磨损性能,摩擦因数降低了7%以上,磨损率降低了50%。     

喷射电沉积制备替代六价铬的三价铬镀层

在不同的电流密度下,采用硫酸体系的三价铬镀液,通过喷射电沉积法制备了纯C(rIII)镀层。温度为25℃,p H值为1.5。研究了电流密度对C(rIII)镀层的影响。结果表明,当电流密度为50 A/dm~2时,C(rIII)镀层硬度为731 HV,摩擦因数为0.14,磨痕宽度为0.55 mm。热处理温度为500℃以上时,镀层硬度急剧下降。低于500℃,镀层硬度呈现缓慢下滑的态势。此外,在C(rIII)镀层的表面上发现微裂纹。     

用测量镀层光泽度方法研究镀镍电解液中添加剂的出光速度

现代的光亮镀镍工艺,不仅要求镀层全光亮、高整平,还要求有很高的出光速度。所谓出光速度,指镀液在很短的时间内使镀层达到很高光泽度的能力,即是说,在一定粗糙表面或较低光泽度的基体表面上,用一定的工艺条件电镀数分钟后所能达到的光泽度值。本文采用赫尔槽试片,电镀10分钟,每隔2分钟在一定的电流密度位置上测量镀层的光泽度。用这个方法研究镀镍电解液中某些添加剂,包括光亮剂、整平剂对镀层光泽度的影响。确定电沉积层光泽度的主要因素。1960年,威尔(R.Weil)就用测量光泽度的     

喷射电沉积纳米晶镍机理及工艺研究

采用极化曲线、循环伏安法研究了喷射电沉积制备纳米晶镍的阴极极化行为及其机理。并根据电化学测试结果,选取一定范围内的电流密度,利用扫描喷射电沉积在45钢基体表面制备了纳米镍涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究了电流密度对镍涂层表面形貌、微观组织结构、晶粒尺寸及表面显微硬度的影响,并进行了耐磨性试验。结果表明,喷射电沉积可以显著提高镍沉积的极限电流密度,并在高的过电位下促进晶体的形核,有利于获得纳米晶镍镀层;随着电流密度的增大,纳米晶镍的平均晶粒尺寸先变小再变大,当电流密度为130A/dm2时涂层最致密,平均晶粒尺寸最小,表面显微硬度也最高;经过喷射电沉积后,试样耐磨性能有了较大的提高。     

电沉积镍基复合镀层的研究进展

电沉积法是目前制备镍基复合镀层的重要方法。介绍了不同电沉积法的特点,综述了电流密度、镀液pH、表面活性剂、第二相颗粒含量和尺寸等工艺参数对镍基复合镀层质量的影响,总结了镍基复合镀层的种类及应用现状,最后对电沉积镍基复合镀层的未来发展方向进行了展望。     

Ni-Al2O3纳米复合电镀工艺

初步研究了电流密度、镀液pH值和温度以及搅拌方式对A12O3纳米微粒在镍基复合镀层中含量的影响；利用扫描电镜及能谱仪对Ni／A12O3镀层表面进行了观察与分析。     

铜合金表面激光熔覆研究现状

为了提高铜合金的表面耐磨性能,激光熔覆技术已被用于铜合金的表面处理;总结了铜合金表面激光熔覆的特点,评述了铜合金表面熔覆材料体系的研究现状和激光熔覆技术工艺,分析了熔覆层的表面性能,阐明了铜合金表面激光熔覆存在的主要问题和相应改进途径,并提出了今后的研究方向。     

[机械装备再制造]曲轴再制造耐磨熔覆层工艺参数优化

为了利用等离子喷焊技术对磨损曲轴进行再制造修复,采用正交试验优化等离子喷焊制备耐磨熔覆层的工艺参数。在45钢样件表面制备了Ni60耐磨熔覆层,研究了多因素作用下喷焊电流、喷焊速度和送粉流量对熔覆层显微硬度、磨损体积的影响规律;采用单因素试验对最优工艺参数下制备的熔覆层性能进行了验证与表征,并成功应用到磨损曲轴的再制造修复中。结果表明：在一定范围内,送粉流量是影响熔覆层显微硬度和磨损体积的最显著因素,且随着送粉流量的增加,熔覆层显微组织由柱状晶向树枝晶、等轴晶转变,组织性能得到改善,显微硬度和耐磨性也显著提升;最优工艺参数为喷焊电流100A,喷焊速度70mm/min,送粉流量22g/min;使用最优工艺参数再制造修复的曲轴主轴颈表面质量良好。     

45钢表面激光熔覆Ni20合金粉末的组织及耐腐蚀性能研究

利用激光熔覆技术,在45钢表面制备了Ni20合金粉末熔覆层,通过SEM、XRD等方法分析表明研究涂层相及组织。利用CHI660B电化学测试系统,测试膜层及基体的开路电位及极化曲线,采用SY/Q-750型盐雾腐蚀试验箱,对熔覆层的耐腐蚀性能进行研究。结果表明:熔覆层与基体形成良好的冶金结合;熔覆层组织具有定向凝固特征且晶粒生长方向垂直于界面;熔覆层主要由CrNiFeC,Fe3Ni2,Ni3Cr2等相组成;Ni20合金合金粉末激光熔覆层在3.5%NaCl盐雾中的腐蚀为局部点蚀,45钢为均匀腐蚀,熔覆层腐蚀速率仅为45钢的一半;电化学测试表明熔覆层的自腐蚀电位较45钢正移,具有更小腐蚀电流密度。     

交变磁场对高硬熔覆层组织与性能的影响

为改善高硬激光熔覆层的力学性能,在激光熔覆过程中辅助施加类正弦交变磁场,在Q235A表面制备了高硬合金熔覆层。对熔覆试样进行拉伸和冲击性能测试、断口分析、显微组织观察、物相分析、显微硬度测试以及耐磨性对比分析,研究了交变磁场对熔覆层力学性能和微观组织的影响。研究结果表明：在激光熔覆过程中加载强度为50mT、频率为20Hz的交变磁场时,可使试样的拉伸强度提高约9%,延伸率提高约1%,冲击韧性提高约11%,且拉伸断口出现明显韧窝,材料组织更细化、致密;熔覆层显微硬度随着磁感应强度的增大而增大,但随磁场频率的变化极小;当交变频率为25Hz、磁场振幅为60mT时,熔覆试样磨损失重减小15%。     

交变磁场对激光熔覆铁基复合涂层宏观形貌的影响及其微观组织演变

通过特殊设计的电路及作用线圈制作了交变磁场发生装置,并用其研究了不同磁场强度对激光熔覆铁基涂层宏观形貌和显微组织的影响。基于电磁学及金属凝固原理,揭示了激光熔覆涂层的固化过程和磁场诱发熔覆涂层柱状树枝晶向等轴晶转变的主要机制。实验结果表明:在交变磁场作用下,熔池金属液表面产生的趋肤效应和交变电磁力使凝固后熔覆层的表面形态呈波浪式,熔高和横截面积均随磁场电流的增加而减小,但熔宽变化不大。熔池内部产生的电磁力驱动熔体流动使树枝晶熔蚀和机械折断,游离的破碎枝晶成为新的形核核心,增加了形核率,从而促使熔覆层顶部组织由树枝晶向等轴晶转变。随着磁场电流的增加,等轴晶区扩大,但涂层底部的组织变化不明显。     

激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织演变和性能影响的试验研究

采用预置粉末法在42CrMo基体表面制备CrFeCoNiNb高熵合金激光熔覆层,探索激光能量密度对CrFeCoNiNb熔覆层组织和性能的影响规律。对于预置粉末激光熔覆工艺,激光功率、扫描速度、光斑直径作为工艺参数三要素,不是独立影响熔覆层质量与性能,且激光功率对熔覆层质量与性能的影响最大。通过改变激光功率进而改变作用于熔覆层的激光能量密度,研究激光能量密度对CrFeCoNiNb高熵合金熔覆层硬度、耐磨性和耐腐蚀性的影响规律。试验结果表明：熔覆层主相为面心立方结构相(FCC相)和密排六方结构相(Laves相)。随着激光能量密度的增加,其衍射峰面积先减少后增加,熔覆层晶粒先细化后粗化,转折点处的激光能量密度都为116.7 J/mm²。而且,此时熔覆层物相分布更均匀,磨损形貌主要为光滑的犁沟,相应的减摩效果好,磨损率有所降低。主相含量的改变和晶粒尺寸的改变分别是影响熔覆层平均显微硬度和耐腐蚀性的主要因素。Laves硬质相的增加有利于熔覆层硬度的提高,细化的晶粒可以形成致密的钝化膜,有利于提高熔覆层耐腐蚀性。     

改性方法对WC基硬质合金刀具材料组织及性能的影响

采用真空烧结法制备了WC基硬质合金刀具材料,研究了不同改性方法对其组织及性能的影响。结果表明:粘结剂镍和钛代替镍提高了硬质合金刀具材料的硬度和抗弯强度,大大降低了后刀面的磨损;添加纳米SiCp使硬质合金刀具材料的组织更加均匀,相对密度、硬度、抗压强度及耐磨性进一步提高;粘结剂钴比镍对WC表面具有更好的润湿性,可进一步提高硬质合金刀具材料的硬度;WC表面化学镀包覆粘结金属钴进一步提高了硬质合金刀具材料的整体性能。     

铜表面激光熔覆镍基合金的显微组织与硬度

用超音速火焰喷涂方法在铜基体表面预置一层镍基合金涂层后,再用高功率密度的激光进行熔覆;用OM、SEM、XRD、显微硬度计对熔覆层进行了表征.结果表明:熔覆层组织致密、无裂纹,气孔、夹杂等缺陷明显减少;在熔覆层底部形成了高熔点、高密度钨相带,其显微硬度明显升高;熔覆层与基体的界面处有铜、镍互渗的冶金结合层形成,其厚度约为13μm;熔覆层的显微硬度是铜基体硬度的8倍以上.     

激光熔覆高铬铸铁组织和硬度的研究

针对高铬铸铁铸造组织粗大,强韧性差,容易开裂的问题,进行了高铬铸铁粉末激光熔覆实验,对熔覆层的显微组织和硬度等性能进行了检测与分析,研究了不同扫描速度对熔覆层显微组织和硬度的影响,分析了多道搭接区和多层堆积区熔覆层显微组织的演变规律,揭示了多层堆积横截面的硬度分布规律。研究结果表明:通过激光熔覆可以获得晶粒细化、组织致密、无裂纹与气孔等缺陷、硬度高(可达580 HV0.2)的高铬铸铁熔覆层。将该工艺应用到零件表面强化领域,将大大提高零件的性能和使用寿命。     

机械冲击对高硬激光熔覆层力学性能与微观组织的影响

为减少高硬合金激光熔覆层缺陷,提出了一种将机械冲击作用于激光熔覆过程的工艺方法,在45钢轴表面制备了Ni基、Fe基和Co基三种高硬合金熔覆层,对比分析了机械冲击对熔覆层力学性能和微观组织的影响。研究结果表明：加载机械冲击可改善熔覆层表面熔覆质量,抑制裂纹的萌生;机械冲击对不同材料的熔覆层力学性能影响不同,Ni65WC试样的可承受最大载荷提高了26.2%,但断裂总伸长量却减小了约37%,Fe90试样的可承受最大载荷提高了21.3%,而且断裂总伸长量亦增大约21%,Sti6+3%WC试样的可承受最大载荷提高了9.04%,其断裂总伸长量无明显变化;机械冲击使微观组织明显细化,显微硬度提高。