纳米SiC浓度对Ni/纳米MoS_2基复合镀层结构和耐磨性能的影响

采用双脉冲复合电镀技术,在瓦特型镀液中,制备含纳米SiC的Ni/MoS2基复合镀层。研究纳米SiC浓度对复合镀层微观形貌、组织结构、显微硬度和摩擦性能的影响。结果表明:镀液中添加纳米SiC后,Ni/MoS2复合镀层的微观形貌产生明显的变化,随镀液中SiC浓度的增加,复合镀层表面致密度提高;镀液中纳米SiC浓度在1.0~1.5g/L时,组织由Ni+MoS2+SiC组成;纳米SiC为1.5g/L时,显微硬度达到最大,为505HV,摩擦因数为0.28,分别为纯Ni/MoS2的1.6倍和1/2。复合镀层的磨损机制以磨料磨损为主。     

Ni/纳米Y2O3复合刷镀层的组织结构与摩擦磨损特性

添加纳米颗粒的复合镀层较常规单相镀层具有更优异的性能。采用电刷镀技术在2Cr13不锈钢表面制备了Ni/纳米Y2O3复合镀层,研究了纳米Y2O3含量对复合镀层的形貌、成分、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与纯镍镀层相比,复合镀层表面更为平整致密;随着镀液中纳米Y2O3含量的提高,复合镀层的硬度呈现先升高后降低的趋势;当纳米Y2O3颗粒含量为15 g/L时,复合镀层的晶粒最为细小,硬度达到极大值,摩擦系数(0.20)明显低于快速镍镀层(0.38),磨损面的黏着和撕裂现象大大减轻,表现出良好的摩擦磨损性能。     

电刷镀MoS2-C复合镀层摩擦学性能研究

采用纳米复合电刷镀技术在GCr15基体上制备了添加纳米石墨颗粒的镍基MoS2-C复合刷镀层,利用扫描电子显微镜、XPS光电子能谱仪以及HV-1000显微硬度仪对镀层的微观结构与成分组成进行了分析,利用MSTS-1摩擦磨损试验机对镀层的摩擦学性能进行了评估。结果表明:添加的纳米颗粒在镀层中弥散分布并与基质金属紧密结合,细化了镀层的晶粒尺寸,改善了镀层的沉积效果。制备的复合镀层摩擦学性能优异,实验表明:随着法向载荷的增大,镀层的摩擦因数逐渐降低而磨损率相应升高;随着滑动速率的增大,其摩擦因数降低而磨损率未出现明显变化。     

石墨烯添加量对Ni基-石墨烯复合镀层性能的影响

为提高连铸结晶器的表面性能,以NiSO_4·6H_2O为主盐,用电镀的方法在炼钢连铸结晶器铜板上制备了Ni基-石墨烯复合镀层。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等分析手段,研究了镀液中石墨烯浓度对复合镀层组织、成分、形貌、厚度、相结构、硬度及耐磨性的影响,分析了复合强化机理。结果表明:Ni基-石墨烯复合镀层中C含量随着石墨烯添加量的增加而增加,石墨烯在镀层表面及截面上的分布较均匀;镀层的平均摩擦系数随石墨烯添加量的增加而减小,显微硬度显著提高;当镀液中石墨烯浓度为120 mg/L时,镀层的平均显微硬度为1 142 HV_(1N),摩擦系数为0.548,耐磨性优于目前生产上的常规Ni-Co合金镀层,可以有效地保证铸坯质量和提高结晶器使用寿命。     

铬-纳米金刚石复合镀影响因素的研究

在对市售纳米金刚石进行适当的机械化学改性、分散及分级,制得粒度分布在150nm 以内、浓度可调、分散稳定、不含污染镀液成分的复合镀用纳米金刚石悬浮液的基础上,研究了工艺条件、纳米金刚石粒度和表面状态、镀液中添加表面活性剂对铬-纳米金刚石复合镀镀层性能的影响。结果表明,常规硬铬电镀工艺同样适合于铬-纳米金刚石复合镀;纳米金刚石团聚体解聚、粒度分布均匀和在镀液中稳定分散是得到高性能镀层的前提条件;颗粒能否在阴极粘附足够长的时间形成强吸附是颗粒沉积的关键,标准镀液中加入纳米金刚石镀层显微硬度反而降低,添加表面活性剂镀液中的复合镀层晶粒明显细化、显微硬度提高可达35%。     

发动机叶片纳米颗粒复合电刷镀后的性能

针对某型发动机压气机整流叶片榫头磨损,应用纳米颗粒复合电刷镀技术进行修复.通过控制电刷镀工艺参数,获得了性能稳定的纳米颗粒复合镀层,并检测了镀层的结合强度、显微硬度、基体渗氢量、耐磨性能及接触疲劳寿命.结果表明:n-Al2O3/Ni镀层、n-SiO2/Ni镀层以及快镍镀层的结合强度均能满足使用要求;与快镍镀层相比,n-Al2O3/Ni镀层硬度提高了25%,对基体的渗氢量降低了47%,耐磨性能是快镍镀层的2.5倍,接触疲劳寿命增加,而n-SiO2/Ni镀层硬度提高了12%,对基体的渗氢量降低了41%,耐磨性能是快镍镀层的2.2倍,接触疲劳寿命增加;纳米颗粒复合电刷镀比普通电刷镀快镍的加工效率提高近1倍;采用纳米颗粒复合电刷镀修复的叶片通过了长试考核,能满足使用性能要求.     

摩擦电喷镀nano-Al_2O_3/Ni复合镀层的制备及表征

利用新型的摩擦电喷镀系统在45钢基体上制备nano-Al2O3/Ni复合镀层。运用SEM、XRD、EDS、TEM等分析方法对复合镀层的表面形貌、微观结构和组织成分进行表征及分析;并分别利用显微硬度计和摩擦磨损试验机对复合镀层的力学性能和摩擦磨损性能进行表征。实验结果表明,nano-Al2O3/Ni复合镀层表面平整均匀,晶粒细小,XRD主峰的晶面指数为(111)和(200),平均晶粒大小为20.8nm,复合镀层截面组织致密,与基质镍结合紧密,EDS结果显示出复合镀层在共沉积过程中,只有极少部分镍发生氧化。由于摩擦,喷射和纳米颗粒的协同作用,复合镀层产生了硬质颗粒弥散强化,细晶强化和高密度位错强化,导致截面平均硬度达676Hv;油润滑条件下,复合镀层的主要磨损机制为粘着磨损并伴有微切削。     

颗粒含量对含污染物油润滑条件下纳米复合电刷镀层摩擦学性能的影响

研究了电刷镀液中纳米Al₂O₃颗粒含量对复合镀层中纳米颗粒含量、镀层表面形貌、显微硬度以及摩擦学性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al₂O₃颗粒含量的增加,镀层组织细化,显微硬度提高,镀层在含细沙油润滑条件下的耐磨性比不加纳米颗粒的快速镍镀层提高了80％。当镀液中Al₂O₃含量为20 g/L时,镀层具有最佳的耐磨性,进一步提高镀液中的纳米颗粒含量,镀层性能反而下降。      

热处理对Ni-P-A12O3化学复合镀层摩擦磨损性能的影响

热处理可显著提高镀层的硬度和耐磨性能。采用化学镀的方法在45钢表面制备了Ni-P-纳米A12O3复合镀层,并以不同温度对其热处理,研究了镀层热处理前后的物相、硬度和耐磨性能。结果表明：400℃热处理后,Ni-P-A12O3复合镀层达到稳态,稳定相是Ni＋Ni3P＋NiO＋A12O3;镀层的显微硬度随热处理温度的升高而先增加后降低;随着镀液中纳米A12O3,（n-A12O3）颗粒含量的增加,热处理前后镀层的显微硬度和耐磨性能均先增加后降低;镀液中n-A1203颗粒含量为2．0g／L,400℃热处理1h的复合镀层的显微硬度和耐磨性能最佳。     

WC/Co含量对Ni-WC/Co纳米复合镀层摩擦学性能的影响

为了探究Ni-WC/Co纳米复合镀层对材料表面摩擦学性能的影响,采用脉冲电沉积制备出Ni-WC/Co纳米复合镀层,研究镀液中WC/Co含量对复合镀层晶体结构、晶粒尺寸和硬度的影响;室温下,在MM-W1B立式万能摩擦磨损试验机上测试复合镀层的摩擦学性能,分析其磨损机理。结果表明:随着镀液中加入WC/Co颗粒含量的增加,复合镀层平均晶粒尺寸先减小后增大,硬度则是先增大后减小,镀层的摩擦系数和磨损速率都是先降低后升高;当WC/Co含量为30.0 g/L时,复合镀层的平均晶粒尺寸最小,硬度最高,摩擦系数和磨损速率最低,耐磨性能最佳,复合镀层表面只呈现出轻微划痕,是由磨料磨损造成的,没有犁削和黏着磨损的特征。     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落。     

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能.     

Effect of Mo on the VC–VB particles reinforced Fe-based composite coatings

VC–VB particles reinforced Fe-based composite coatings with different molybdenum contents were in-situ fabricated by laser cladding. The microstructure and properties of the coatings were systematically investigated by means of micro hardness tester, XRD, SEM, EDS, ring-block wear testing machine and box-type resistance furnace. The results showed that both hardness and wear resistance of the coatings were greatly improved. When the content of Mo exceeds 3%, anti-oxidation of the coating decreased. Through analysing of the oxidation kinetics curves at different temperatures of the samples, it can be found that the coating with 2.5% Mo has the preferable oxidation resistance at 600°C, and its antioxidant property is five times of the coating without Mo, two times of the substrate.     

Sliding wear behaviors of electrodeposited nickel composite coatings containing micrometer and nanometer La2O3 particles

Micrometer and nanometer La₂O₃ particles were codeposited with nickel by electroplating from a nickel sulfamate bath. The wear behaviors of the composite coatings were evaluated sliding against AISI 1045 steel under non-lubricated conditions. It was found that the incorporation of the La₂O₃ particles enhances the microhardness and wear resistance of Ni coatings. The wear resistance of the Ni composite coating containing nano-sized La₂O₃ particles is higher than that of the Ni composite coating containing micro-sized La₂O₃ particles. The codeposition of the smaller nanometer La₂O₃ particles with Ni effectively reduces the size of Ni crystals and significantly increases the hardness of the composite coatings, resulting in significantly improved wear resistance of the nano-sized La₂O₃/Ni composite coating.     

n-Al2O3P/Ni复合刷镀层的组织和摩擦磨损特性

研究了镍基纳米Al2O3复合电刷镀层（n-Al2O3^p/Ni）的组织特征及擦磨损特性，并与快镍刷镀（Ni)进行了比较。结果表明：n-Al2O3^p/Ni复合刷镀层表面粗糙度更小，组织更致密，镀层摩擦系数随镀液中纳米粒子含量增加稍有增大；n-Al2O3在复合刷镀层中弥散分布，与基相良好结合；复合镀的耐磨性能明显优于Ni刷镀层，镀液中n-Al2O3含量为20g/L时，复合刷镀层具有最佳耐磨性能。     

Ni-Al包覆增强Fe基非晶涂层的结构与耐磨性

为了降低Fe基非晶涂层的孔隙率,并提高其耐摩擦性能,采用机械球磨法在铁基非晶颗粒表面包覆Ni-Al颗粒,得到具有壳-核结构的涂层复合喷涂粉末,并采用等离子喷涂法将其在45钢表面制备铁基非晶涂层;分析了包覆型复合粉末和Fe基复合涂层的相组成和微观结构,测试了复合涂层的孔隙率、非晶相比例和干摩擦性能,研究了Ni-Al粒子包覆前后涂层的微观结构与摩擦机理变化。结果表明:Ni-Al粒子成功包覆在Fe基非晶表面形成了结构致密的壳-核结构复合粉末,粉末粒径小于50μm,包覆层厚度1～3μm。涂层孔隙率下降5%左右,由于Ni-Al稀释作用,非晶含量由72.5%降低为64.8%,复合涂层的结构显示为Ni3Al相和Fe基非晶形成的层片状。相对于传统涂层结构,复合涂层更能够强化非晶涂层的层状堆积的优点。相比Fe基非晶涂层,复合涂层的摩擦系数由0.412 3降低到0.256 1,磨损量为原涂层的1/2左右。Ni-Al粒子通过改进Fe基非晶粒子的熔解形态和延展能力,有效提高了非晶涂层的致密度,涂层非晶含量降低不明显,耐磨性显著增强。     

Pulse and direct electrodeposition of Ni–Co/micro and nanosized SiO2 particles

Ni–Co/SiO₂ composite coating was electrodeposited on the steel substrate. The coatings were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The microhardness of the composite coatings was studied by variation of the electroplating parameters, such as the pulse current (PC) and direct current (DC) electrodeposition methods, deposition temperature, electrolyte pH, concentration of surfactants, sodium dodecyl sulfate (SDS), and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Zeta potential of SiO₂ particles measurements was performed with various pH, SDS, and CTAB concentrations. The data depict that the hardness of Ni–Co/SiO₂ nanocomposite coatings manufactured by PC electrodeposition increases with the increase of bath temperature, pH, SDS, and CTAB concentration up to 50°C, 4.6, 0.3, and 0.2?g/L, respectively. Beyond mentioned optimum values, the microhardness of nanocomposite coating decreases. Using DC method led to reduce the microhardness. Utilizing SiO₂ microparticles instead of SiO₂ nanoparticles for reinforcing resulted in declining the microhardness. The friction coefficient and wear results demonstrated that using PC method and nanosized particles led to reduce the friction coefficient and increase the resistance to wear. Anodic polarization results illustrated that using SiO₂ nanoparticles and PC method to prepare coating caused corrosion resistance of coating in a 3.5?wt% NaCl solution to enhance.     

纳米颗粒分散方法对电刷镀复合镀层组织及性能的影响

为了解决镀液中纳米颗粒的团聚问题,采用高能机械化学法对纳米颗粒进行了分散,在扫描电镜、显微硬度计、球-盘式磨损试验机上对比考察了机械搅拌法和高能机械化学分散法对电刷镀液中纳米颗粒分布和复合镀层组织、显微硬度及含磨料油润滑条件下磨损性能的影响.结果表明,高能机械化学分散法较好地解决了纳米颗粒分散的难题,与机械搅拌法相比,高能机械化学分散法制备的电刷镀液中纳米颗粒分散均匀、团聚少、稳定悬浮时间长,复合镀层中纳米颗粒含量高,镀层组织细小、致密,显微硬度高,含磨料油润滑条件下的耐磨性能好.     

电子束重熔对机械合金化法制备TiC/Ti复合涂层组织及摩擦性能的影响

对机械合金化（MA）法制备的TiC/Ti复合涂层进行电子束重熔处理,分析了经过不同电子束扫描速度的重熔工艺后TiC/Ti复合涂层组织和耐磨性能的变化规律。结果表明,当扫描速度为5~15 mm/s时,重熔处理消除了MA法制备的TiC/Ti复合涂层中的孔隙和裂纹,使其硬度与耐磨性能显著提高;但扫描速度过快（20 mm/s）时,TiC/Ti复合涂层内部出现重熔导致的孔洞缺陷。随着扫描速度由5 mm/s增加至15 mm/s,重熔后TiC/Ti复合涂层中的TiC相由粗大树枝状晶体逐渐转变为弥散分布的短棒和颗粒状晶体,弥散强化作用和固溶强化作用逐渐增强,TiC/Ti复合涂层的硬度由重熔前HV 554逐渐提高至HV 783,磨损速率由5.93×10-4 mm3（N·m）-1逐渐下降至1.75×10-4 mm3（N·m）-1,扫描速度为15 mm/s重熔后TiC/Ti复合涂层的性能最佳。