电沉积方法对Ni-SiC纳米微粒复合镀层结构与性能的影响

分别采用磁力搅拌-直流电沉积法、超声波搅拌-直流电沉积法和超声波搅拌-脉冲电流沉积法制备Ni-SiC纳米微粒复合镀层,并探讨电沉积方法对复合镀层组织结构、显微硬度、耐磨性及耐蚀性的影响。结果表明:超声波搅拌能引发扰动搅拌和击碎分散等综合效应,对共沉积过程起到积极促进作用,明显改善复合镀层的形貌组织,提高硬度、耐磨性和耐蚀性;并且进一步替代加载脉冲电流后,脉冲电流和超声波的作用叠加,使电沉积制备的复合镀层表面更平整,结构更致密,硬度更高,耐磨性和耐蚀性也更好。     

电流密度对Ni-Fe合金镀层形貌及耐磨性的影响

采用电沉积方法在钢基体表面制备Ni-Fe合金镀层。讨论了电流密度对镀层形貌及耐磨性的影响。结果表明:当电流密度为7A/dm~2时,镀层表面均匀、细致,显微硬度高,具有较小的摩擦因数。     

温度对钢基体上暗镍镀层性能的影响

以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上分别采用直流电沉积和脉冲电沉积方法在不同温度下制备了镍镀层,采用线性扫描伏安法测试了不同温度下,Ni2+在Q235A钢基体上发生氧化还原的电化学行为;采用表面轮廓测量仪以及纳米力学测试系统对镍镀层表面粗糙度、显微硬度及弹性模量进行了表征。实验结果表明,随着电解液温度的上升,镍在电沉积过程中的极化程度会下降。直流电沉积制备的镀层在电解液θ为40℃时的粗糙度最小;脉冲电沉积制备的镀层在电解液θ为50℃时的粗糙度最小。直流电沉积及脉冲电沉积制备的镀层的显微硬度和弹性模量在电解液θ为50℃时达到最大值。     

超声辅助换向脉冲喷射电沉积钴–碳化铬复合镀层

采用超声辅助换向脉冲喷射电沉积技术在45钢表面制备了Co–Cr_3C_2复合镀层。研究了超声功率和超声间歇时间对Co–Cr_3C_2复合镀层的Cr_3C_2颗粒质量分数、微观形貌、显微硬度、表面粗糙度和耐磨性的影响。超声波的加载极大地改善了复合镀层的组织结构和性能。超声功率为36 W、超声间歇为8 s时,Co–Cr_3C_2复合镀层的表面粗糙度最低,均匀致密,鲜有孔隙,Cr_3C_2颗粒在镀层中的质量分数达到26.85%并均匀地分布在钴基质中,其显微硬度高达695 HV,摩擦因数仅为0.12。该复合镀层在800℃时仍有很好的热稳定性。当热处理温度高于500℃时,复合镀层的显微硬度明显高于硬铬镀层。     

活塞表面Ni-P-SiC复合镀层的电沉积及性能表征

从替代电镀铬的绿色表面处理技术出发,通过复合电沉积技术在活塞表面制备Ni-P-SiC复合镀层.电沉积前,对纳米SiC颗粒进行酸洗改性.利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和显微硬度计研究了阴极电流密度对复合镀层性能的影响,采用往复式摩擦磨损试验测试其耐磨性,并用三维轮廓仪对其磨损率进行表征.结果表明:碳化硅颗粒经过酸洗改性后,其分散性得到了改善,团聚现象明显减少;当阴极电流密度为7 A/dm2时,Ni-P-SiC复合镀层的显微硬度高达599.02 HV,摩擦因数和磨损率均比基体降低38％左右.     

超声波微电铸镍件组织及性能研究

为了研究超声波对微铸件表面形貌、微观结构及显微硬度的影响,在ITO导电玻璃上采用超声-脉冲电沉积方法制备出Ni微铸件。利用电子扫描显微镜观察微铸件的微观形貌,利用X-射线衍射分析超声波对微铸件微观结构的影响,利用纳米压痕法测试显微硬度。结果表明,超声波不仅能改善铸件微观形貌、细化晶粒,而且能提高镀层的显微硬度。     

脉冲电沉积TiO_2/Zn纳米复合镀层的制备与性能

采用脉冲电沉积法,在紫铜基体上制备了TiO2/Zn纳米复合镀层.考察了脉冲电流密度对复合镀层中TiO2质量分数的影响,分析了复合镀层的力学性能和摩擦学性能.结果表明:当脉冲电流密度达到2.5 A/cm2时,纳米复合镀层中TiO2的质量分数最大;当复合镀层中的TiO2质量分数在1.8%～2.8%范围内变化时,随着TiO2质量分数的增加,镀层的显微硬度增大,摩擦因数减小,耐磨性增强.     

镀液中石墨烯添加量对镍-石墨烯复合电镀层微观结构和耐磨性的影响

为提高巴氏合金的耐磨性,将石墨烯作为增强相添加到由240g/L NiSO_4·6H_2O、45 g/L NiCl_2·6H_2O、30 g/L H_3BO_3、20 g/L Na_2SO_4和0.1 g/L十二烷基苯磺酸钠组成的镀镍液中,在ZSnSb8Cu4合金上电沉积得到镍-石墨烯复合镀层。采用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验仪考察了镍-石墨烯复合镀层的表面形貌、组织结构和耐磨性。结果表明,复合电沉积镍-石墨烯能够有效提高巴氏合金基体的耐磨性,而镀液中石墨烯添加量的增大能使镀层晶粒细化,显微硬度升高,摩擦因数和磨损率减小。当镀液中石墨烯的质量浓度为400 mg/L时,镍-石墨烯复合镀层的显微硬度较高,耐磨性最优。     

微粒的导电性对复合镀层结构与性能的影响

在复合电沉积过程中辅助施加超声波搅拌,制备出Ni-Al和Ni-Al2O3两种复合镀层。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了微粒的导电性对复合镀层形貌、相结构及性能的影响。结果表明:微粒的导电性对复合镀层的形貌、相结构和显微硬度均有一定影响,但对耐磨性的影响不明显;添加惰性微粒有利于获得形貌良好、结构致密、显微硬度较高的复合镀层。     

高强韧钻具钢表面耐磨镀层的制备与研究

为了提高钻具钢的耐磨性,在钻具钢表面电沉积Ni-Co合金镀层。通过无润滑摩擦实验,测试了镀层与钻具钢的摩擦因数和质量损失,比较了镀层与钻具钢的耐磨性。结果表明:镀层的平均摩擦因数为0.41,质量损失为1.07×10~(-2) g,相比于钻具钢的平均摩擦因数和质量损失分别降低29.3%和18.9%。Ni-Co合金镀层对钻具钢起到较好的保护作用,提高了钻具钢的耐磨性。     

基于电刷镀修复冲压模具用导柱

采用电刷镀工艺对冲压模具用导柱进行修复,用镀镍层补偿导柱直杆因磨损造成的杆径缩减量。观察了修复后导柱直杆的宏观形貌和显微形貌,测试了修复后导柱直杆的表面硬度及耐磨性。结果表明:修复后导柱直杆表面平整光滑、均匀致密,表面硬度相对较高,耐磨性良好;镀镍层与基材结合牢固,其表面硬度约为4 753 MPa,是基材表面硬度的1.8倍;与基材相比,镀镍层的磨损量降低17.4%,平均摩擦因数降低14.3%。     

铝合金喷涂Ni60涂层的耐磨性研究

采用氧-乙炔火焰喷涂技术在ZL109铝合金表面制备Ni60涂层。用显微硬度计测定涂层的显微硬度,用摩擦磨损实验机研究涂层的耐磨性,用扫描电子显微镜(SEM)观察磨损形貌并分析磨损机制。结果表明:ZL109铝合金经过火焰喷涂Ni60涂层后,基体的显微硬度明显提高,并呈现出很好的耐磨性及平稳较低的摩擦因数;涂层的磨损机制以疲劳磨损为主。     

基于模具钢基体的Ni-Co合金镀层的性能研究

采用改进的瓦特型镀液,在模具钢(Cr12MoV钢)基体上电沉积Ni-Co合金镀层,并研究了电流密度对合金镀层的成分、表面形貌、硬度和耐磨性的影响。结果表明:随着电流密度的增大,Co的质量分数降低,合金镀层的表面形貌发生明显变化,其硬度先增大后减小,平均摩擦因数先降低后升高。当电流密度达到3A/dm~2时,合金镀层晶粒细化、组织致密,具有较高的硬度(4.57GPa)和良好的耐磨性(平均摩擦因数为0.3)。     

超音速等离子喷涂MoWCu合金涂层的性能

采用超音速等离子喷涂技术在45CrNiMoVA钢表面制备了MoWCu合金涂层。利用场发射扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计和球-盘式摩擦磨损试验机考察了涂层的形貌、成分、显微硬度和耐磨性,采用四探针法测量其导电性。MoWCu涂层的显微硬度平均值为486.2 HV0.1,比基体硬度提高1倍,与纯Mo涂层的显微硬度相当,但比MoW涂层的显微硬度略低。MoWCu涂层与基体的结合强度为45.3 MPa,表现为机械结合。MoWCu涂层的导电率为8.83%IACS,比纯Mo涂层高2/5左右。与纯Mo涂层和MoW涂层相比,在相同摩擦条件下,MoWCu涂层的磨损体积最小,摩擦因数最低,主要以粘着磨损为主,同时伴有轻微的氧化磨损。     

基于电接触强化的铝合金表面电刷镀镍层改性研究

[目的]对铝合金进行表面处理可提高其硬度和耐磨性,拓宽铝合金材料在机械零件方面的应用。[方法]采用电刷镀技术在1060铝合金表面制备Ni镀层,再通过电接触强化技术对Ni镀层进行改性。采用扫描电子显微镜和维氏硬度计考察了Ni镀层电接触强化前后的微观组织和显微硬度。通过摩擦磨损试验对比了1016铝合金及Ni镀层电接触强化前后的耐磨性。[结果]经电接触强化后,Ni镀层内部的裂纹及孔洞类缺陷减少,晶粒间隙减小,致密性提高,显微硬度增大到524.4～560.3 HV0.1范围内。1016铝合金在摩擦磨损试验后存在较深的犁沟和剥落,耐磨性较差。Ni镀层的耐磨性优于1016铝合金,但在摩擦过程中会发生剥落。经电接触强化的Ni镀层在摩擦过程中摩擦因数平稳,表面只是轻微擦伤,耐磨性最佳。[结论]结合电刷镀镍和电接触强化技术可显著提高铝合金的表面性能。     

超声波功率对Ni-Co/ZrO2复合电沉积的影响及电化学研究

在氨基磺酸盐电解质溶液中,采用超声波辅助电沉积的方法,于纯铜板表面制备了Ni-Co/ZrO_2复合镀层。研究了超声波功率对Ni-Co/ZrO_2复合镀层的表面形貌、相结构、显微硬度及耐蚀性的影响。结果表明:超声波功率直接影响复合镀层中纳米微粒的复合量,从而影响复合镀层的结构和性能。超声波功率为240 W时所得复合镀层的显微硬度最高,纳米微粒的复合量最大,耐蚀性最强。同时,超声波功率为240 W时引起的阴极极化最大,有利于纳米微粒与基质金属的共沉积。     

脉冲电沉积工艺参数对结晶器铜板Ni-Al_2O_3复合镀层硬度的影响

采用脉冲电沉积技术在结晶器铜板表面制备了Ni-Al_2O_3复合镀层,并研究了脉冲电沉积工艺参数对其硬度的影响。结果表明:Ni-Al_2O_3复合镀层的硬度随占空比的增大(20%~100%)先增大后减小,随平均电流密度的增加(2~15A/dm~2)同样是先增大后减小;在占空比70%、平均电流密度9A/dm~2的条件下,获得纳米微粒的质量分数为3.76%的Ni-Al_2O_3复合镀层,其硬度达到最大值5.5GPa。复合镀层中纳米微粒的质量分数升高,有利于提高复合镀层的硬度。     

脉冲宽度对电刷镀制备Ni/CNT纳米晶复合镀层显微结构及性能的影响

在不同工艺参数下利用电刷镀技术制备镍-碳纳米管纳米镀层。将碳纳米管添加到刷镀镍的基础镀液中,并以球磨的方式加以分散。镀液中碳纳米管质量浓度为3 g/L。利用扫描电子显微镜和X-射线衍射对镀层晶粒尺寸、显微结构以及形貌进行分析,利用显微硬度仪和球磨磨损试验机对镀层硬度及磨损量进行测试。结果表明,在直流电流下所制备的Ni/CNT镀层的晶粒尺寸约为20 nm;在脉冲电流下,Ni/CNT镀层晶粒尺寸有所降低,并且当脉冲宽度变短时,镀层表面更为平整。随着热处理温度的升高,Ni/CNT镀层的晶粒尺寸有所增加,当加热温度达到500℃时,镀层晶粒尺寸超过50 nm。脉冲电流下所制备的镀层的显微硬度明显高于直流电流下,并且随着脉冲的变短镀层硬度增大。在300℃以下时,Ni/CNT镀层硬度有轻微变化,当温度升高到400℃以上时,镀层硬度明显降低。脉冲电流下所制备复合镀层的耐磨性较直流电流下更好,并且随着脉冲的变短,镀层耐磨性增强。     

超声波功率对Cu-SiO_2复合镀层形貌与性能的影响

采用超声波辅助电沉积工艺制备Cu-SiO_2复合镀层,借助扫描电镜、粗糙度仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机,研究超声波功率对复合镀层形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明,较低功率(0~160 W)超声波起不到改善和提高复合镀层形貌与性能的效果,较高功率(240~400 W)超声波能够明显改善复合镀层的形貌平整性和致密性,并且提高性能;超声波功率过高,反而使复合镀层形貌变差,性能下降。超声波功率为400 W时,复合镀层呈颗粒状形貌,表面粗糙度仅为0.42μm,显微硬度达到166.8 HV,磨损质量损失率为1.07 mg/min,表现出良好的摩擦磨损性能。     

含纳米粉镀液的电刷镀复合镀层试验研究

应用电刷镀技术制备了含有纳米SiC粉的镍基复合镀层，对该复合镀层的显微硬度和摩擦学性能进行了测试，并讨论了主要工艺参数对这些性能的影响规律。测试结果表明：纳米SiC粉的加入可以一定程度的提高复合镀层的硬度。快镍复合纳米SiC镀层的摩擦因数低于快镍镀层的摩擦因数。镀液中纳米SiC粉和添加剂浓度增加时，复合镀层的摩擦因数有降低趋势。与快镍镀层相比，快镍复合纳米SiC镀层的耐磨性有较大幅度的提高。还采用光学显微分析(OM)和电子探针(EPMA)研究了对该复合镀层的表面形貌、组织和元素分布特点，并提出了纳米SiC粉与镍共沉积的机理。