纳米Al2O3／Ni复合电刷镀层的表征与微动磨损机理

通过在镍基电刷镀液中添加纳米Al2O3颗粒,制备出了分散均匀、与基质金属Ni结合良好的Al2O3／Ni复合电刷镀层。复合镀层的组织致密,显微硬度高。微动磨损试验表明,复合镀层在常温及高温下抵抗微动磨损的能力均强于普通快镍镀层。这是因为,随着纳米颗粒的加入,Al2O3／Ni复合电刷镀层受到细晶强化、位错强化和弥散强化,抵抗塑性变形和粘着破坏的能力增强,从而具有良好的耐微动磨损性能。     

Ni—P非晶态镀层腐蚀磨损性能的研究

采用脉冲化学镀和化学镀的方法在同样组成的酸性镀液中得到非晶态Ｎｉ－Ｐ合金镀层，测定两种镀层以掺有ＳｉＣ颗粒的柠檬酸腐蚀液中的腐蚀磨损行为，结果表明：脉冲化学镀镀层的耐腐蚀磨损性能优于化学镀镀层；脉冲化学镀镀层有较高的含Ｐ量并且短程有序畴的尺度比化学镀镀层约小０．１ｎｍ。     

n-Al2O3/Ni复合电刷镀层滑动磨损性能

为了提高材料在含磨粒油润滑条件下的摩擦磨损性能，制备了n-Al2O3／Ni电刷镀复合镀层，采用扫描电镜观察了镀层的表面和截面组织以及纳米颗粒在复合镀层中的分布，以GCr15钢为对摩件对比了复合镀层与快速镍刷镀层以及45钢的摩擦磨损性能，并且对磨损试样表面的形貌和成分进行了分析。结果发现，纳米颗粒的加入细化了镀层组织，改善了镀层与基体的结合，提高了镀层的硬度；材料在含细沙油润滑条件下的磨损量与时间呈线性关系，复合镀层的摩擦系数和磨损量小于快速镍镀层和45钢。     

NaCl溶液中腐蚀学因素对化学镀Ni－P合金腐蚀磨损行为的影响

在自行研制的腐蚀磨损试验机上，研究了腐蚀学因素对化学镀Ｎｉ－Ｐ合金腐蚀磨损行为的影响。结果表明，当ＮａＣｌ浓度为３．５％时，化学镀Ｎｉ－Ｐ合金的腐蚀磨损速率、摩擦系数和腐蚀磨损协同作用率具有峰值特性。ＮａＣｌ浓度升高将引起Ｎｉ－Ｐ合金的自腐蚀电位负移，温度升高将引起Ｎｉ－Ｐ合金的腐蚀磨损速率增大，协同作用率上升。化学镀Ｎｉ－Ｐ合金可以作为Ｇ１０５钢在ＮａＣｌ溶液中抵抗腐蚀磨损的表面改性材料。     

Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀、冲刷腐蚀和磨损行为

采用质量损失法系统研究了65Mn板材和W6Mo5Cr4V2高速钢钻头表面的Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀、冲蚀和磨损行为。用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)进行形貌观察和成分分析。结果表明,Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀和冲蚀性能优于316L不锈钢,镀层的腐蚀和冲刷腐蚀速率随介质温度升高而增大,400℃热处理降低镀层的腐蚀和冲刷腐蚀抗力。镀层在Na2S,HCl和H2SO4溶液中的腐蚀速率依次增大,在Na2S和H2SO4中发生均匀腐蚀,而在HCl溶液中则是局部腐蚀。在大气环境中,镀层的耐磨性不如高速钢基体。     

Hastelloy C276合金在模拟海水环境中的腐蚀磨损协同作用（英文）

利用带有电化学测试体系的销-盘腐蚀磨损试验机系统研究Hastelloy C276合金在模拟海水中与Al2O3陶瓷对磨时的腐蚀和腐蚀磨损行为。结果表明,摩擦作用不仅使Hastelloy C276合金的开路电位大幅下降,而且将合金的腐蚀电流密度提高了3个数量级。Hastelloy C276合金的磨蚀与磨损之间存在明显的协同作用,磨损促进了腐蚀,反过来腐蚀也加速了磨损,在本实验摩擦条件下纯机械磨损在金属总磨损量中的占比均超过70%,这说明机械磨损作用是合金腐蚀磨损失效的主导因素。虽然摩擦使得Hastelloy C276合金的腐蚀速度得到极大提高,但是磨损对腐蚀的促进量在金属总磨损量中的占比并不大,而腐蚀对磨损的促进量在总磨损量中的占比较高,在14.6%~20.5%范围内变化。     

热处理对Ni-W-P化学镀层耐石油腐蚀磨损性能的影响

研究了热处理对42CrMo钢Ni-W-P化学镀层的表面形貌、结构成分及其在石油介质中腐蚀磨损性能的影响。XRD分析显示,Ni-W-P化学镀层由Ni、Ni₅P₂、NiW₂P₃、NiW相组成,热处理后镀层由Ni、Ni₃P、NiW₂P₃相组成,镀层结构由非晶态转变为晶态。耐磨性试验结果表明,镀态及热处理态Ni-W-P化学镀层的耐冲蚀磨损性能相对基体分别提高了2.84倍和5.01倍,耐腐蚀磨损性能相对基体分别提高了2.02倍和2.92倍。     

添加剂对碳钢腐蚀磨损的影响

在腐蚀性介质中工作的各种摩擦副由于腐蚀及磨损的协同作用造成材料的流失是严重的。解决问题的办法除选材(包括开发新材料或其他表面强化措施)外,还可考虑采取保护措施。业已证实阴极保护法在腐蚀磨损条件下仍然适用,但对氢脆敏感材料如钛合金不可过保护,否则将引起氢致磨损;阳极保护法在低载下尚可,高载下由于表面膜破裂成块剥落造成材料流失更加严重,一般不宜使用。采用添加剂的报导在国内外尚不多见。有人研究过微动磨损及冲蚀条件下添加剂的作用,如用Na_2Cr_2O_7、NaNO_2、Na_2MoO_4、硼砂及苯甲酸盐、表面活性剂等作为缓蚀剂或润滑剂都能不同程度地降低材料的流失。本工     

Ni含量对NiCrN涂层腐蚀磨损机理的影响

为了提高农业机械部件的腐蚀磨损性能,采用电弧离子镀技术在42CrMo钢基体上制备NiCrN涂层,系统研究Ni含量对涂层结构、力学性能以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明:通过调节靶材组分实现涂层中Ni含量(原子数分数)的变化(35.9%～67%)。涂层物相主要由金属Ni相、Cr_2N及CrN陶瓷相组成。随着涂层中Ni含量增加,涂层与基体结合强度提高,而涂层硬度从759 HK0.025降低至566 HK0.025。根据腐蚀磨损动力学曲线可知:随着涂层中Ni含量增加,涂层失重速率先降低后升高,44.1%Ni涂层失重速率最低,耐腐蚀磨损性能最佳。在腐蚀磨损过程中,腐蚀介质以涂层中贯穿性缺陷作为腐蚀通道与基体发生接触,使得腐蚀优先发生在膜-基界面的基体上。腐蚀与磨损存在明显的交互作用,加速了涂层的失效。     

大气环境对锌镀层腐蚀影响的区域分析

研究了武汉、江津、万宁和青岛等大气暴露试验站环境因素对电镀锌层、热（浸）镀锌层及喷镀锌层腐蚀的影响，并对这些地区大气环境的腐蚀性进行了分类。     

激光熔敷Ni基合金涂层的腐蚀磨损性能研究

系统研究了２１－４Ｎ阀门钢表面激光敷Ｎｉ基ＷＣ合金,Ｎｉ基ＷＣ稀土（ＣｅＯ２）合金涂层,在不同冲击速度和腐蚀介质浓度下的动腐蚀、动磨损和腐蚀磨损性能。试验结果表明,激光熔敷层的腐蚀磨损性能优于２Ｃｒ１３钢,Ｎｉ６０＋２０％ＷＣ＋０．５％ＣｅＯ２具有最佳的抗腐蚀磨损性能。根据试验结果,用多元回归分析方法分别建立了冲击速度,介质浓度与腐蚀磨损速率之间,动腐蚀速率,动磨损速率与腐蚀磨损速率间的定量关系,     

镍基涂层的制备方法及应用

镍基涂层是一种得以最广泛应用的涂层材料之一。研究表明,制备方法显著影响镍基涂层的结构、组分形态、缺陷以及耐磨性、耐腐蚀性、磁性能等。总结了镍基涂层的主要制备方法的原理和应用,并对其以后的研究和发展方向进行了展望。     

Ni-WC涂层在饱和H2S溶液中的磨损和腐蚀行为

为了提高深海石油钻采工具的耐磨耐蚀性能,利用等离子转移弧堆焊(PTA)在不锈钢表面制备了不同球形碳化钨(WC)含量的镍(Ni)基涂层,并研究了该涂层在饱和硫化氢(H₂S)溶液中的耐磨损与腐蚀性能。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等方法研究了涂层的表界面形貌和组成结构。利用显微硬度测试仪和摩擦磨损测试仪研究了涂层的耐磨损性能。通过极化曲线和3D光学轮廓仪等方法研究了涂层在H₂S溶液中的腐蚀速率和点蚀分布。结果显示,球形WC粉末的Ni基合金颗粒经过离子转移电弧堆焊在合金钢表面形成的涂层,其主要成分为WC,W₂C,Ni和Ni₃Fe。但WC的体积分数对于涂层的耐磨耐蚀性能影响较大,当WC的体积分数为60%时(Ni-60%WC),涂层在H₂S溶液中的耐磨与耐蚀性能均优于单纯的Ni基涂层和Ni-30%WC涂层。因此,文中研究为深海石油钻采工具的表面防护提供了一种新的思路和选择。     

等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能的影响

目的改善镍基合金涂层的摩擦学性能。方法分别采用感应重熔工艺及感应重熔-等温淬火一体化工艺,在GCr15钢基体表面制备了两种镍基合金涂层,并通过销盘摩擦磨损试验、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度测试对其摩擦磨损性能、微观组织、表面硬度进行了对比研究,探讨了等温淬火处理对感应重熔镍基合金涂层摩擦学性能、微观组织、表面硬度的影响,揭示了其增强机理。结果经等温淬火后的重熔涂层比感应重熔涂层具有更低的摩擦系数和磨损失重,摩擦稳定阶段的摩擦系数为0.301,比后者低23.8%,相对耐磨性是后者的1.71倍。感应重熔涂层同时存在着磨粒磨损和粘着磨损两种机制,而经等温淬火后的重熔涂层以磨粒磨损为主,比前者具有更优异的抵抗磨粒磨损和粘着磨损的能力。感应重熔涂层及经等温淬火处理后的重熔涂层平均显微硬度分别为818.0、873.6HV(0.5),硬度极差分别为170.9、132.6HV(0.5),形状参数分别为18.5057、22.6189,后者比前者具有更高的平均硬度值、更小的硬度极差以及更加稳定的涂层性能。经过微观组织分析发现,重熔涂层在经等温淬火处理后,其晶粒的细化、硬质相的相对均质弥散性、共晶相的减少、丰富的耐磨陶瓷相和快速凝固的定向晶粒结构的协同作用,是其具有优异的显微硬度Weibull分布特性,以及耐磨性得到进一步提高的根本原因。结论合适的等温淬火热处理工艺能够改善感应重熔镍基合金涂层的微观组织,从而有效减小其摩擦系数,并提高其耐磨性。     

SiC微粒对电沉积Ni-W-P-SiC复合镀层性能的影响

利用复合电沉积方法制备出Ni-W-P-SiC复合镀层,采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）与能谱分析（EDS）等方法,研究了不同SiC微粒添加量对Ni-W-P-SiC复合镀层组织形貌、耐磨性和耐蚀性能的影响。结果表明：当SiC添加量为60 g.L-1时,复合镀层的显微硬度和耐磨性最好,同时镀层的耐蚀性能也达到最佳。     

不同循环周期Cr/NiCrN多层涂层腐蚀磨损行为

目的 在低碳钢表面制备硬质涂层,以提高其腐蚀磨损性能.方法 使用电弧离子镀制备技术在低碳钢基体(42CrMo)表面沉积Cr/NiCrN多层涂层,在保持涂层厚度基本一致的前提下,通过改变子层沉积时间来调控涂层循环周期(分别为1、5、10、15).通过扫描电子显微镜及X射线衍射仪研究涂层的微观组织结构,并利用洛氏、维氏硬度计以及自制的腐蚀磨损试验机分别评价涂层的力学性能及腐蚀磨损性能.结果 不同循环周期下,Cr/NiCrN多层涂层物相组成基本相同,主要包括Ni和Cr金属相、CrN陶瓷相以及少量Cr2N相.随着循环周期从1增加至15,涂层的结合强度提高,显微硬度从882HK0.025逐渐上升为964HK0.025.经过磨损、腐蚀16 h后,4种涂层试样的磨损、腐蚀失重分别占腐蚀磨损失重的12％～14％和61％～77％,其中,循环周期为15的Cr/NiCrN多层涂层显示出最佳的腐蚀、磨损及腐蚀磨损性能.结论 由于多层涂层具有"自愈"作用,能显著减少贯穿性腐蚀通道的数量,同时Cr-NiCrN界面的存在起到了增强、增韧和延长腐蚀介质传输路径的作用,因此随着循环周期的增加,涂层的腐蚀磨损性能提高.此外,涂层在腐蚀磨损过程中还存在一定的交互作用.     

纳米调制周期对CrWN/MoN纳米多层涂层结构和性能的影响

目的 研究纳米调制周期对CrWN/MoN纳米多层涂层结构及性能的影响。方法 采用电磁永磁共控的阴极电弧离子镀技术,使用纯N2和合金CrW靶及纯金属Mo靶,制备不同调制周期厚度的CrWN/MoN纳米多层涂层,对CrWN/MoN纳米多层涂层的物相结构、微观形貌、硬度、摩擦系数和磨损率等进行分析。结果 CrWN/MoN纳米多层涂层由面心立方CrWN与六方d-MoN两相组成。随着调制周期减小,CrWN/MoN纳米多层涂层衍射峰强度逐渐减弱,d-MoN(202)衍射峰消失,涂层表面的大颗粒数量减少,表面质量得到改善。随着调制周期由45 nm减小到13 nm,涂层的硬度由29.4 GPa逐渐减小到25.5 GPa,当调制周期为8 nm时,CrWN/MoN纳米多层涂层硬度与弹性模量均达到最大值,分别为30.2 GPa和354.6 GPa。随着调制周期的减小,CrWN/MoN纳米多层涂层平均摩擦系数由0.45逐渐减小到0.29,磨损速率由4.2×10^?7 mm³/(N.m)逐渐减小到3.3×10^?7 mm³/(N.m)。结论 调制周期对CrWN/MoN纳米多层涂层性能影响较大,调制周期厚度为8 nm时,CrWN/MoN纳米多层涂层的硬度最大,耐磨性能最好。     

NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN涂层的腐蚀磨损行为

目的在中碳钢表面制备金属+氮化物涂层以研究其在腐蚀、磨损耦合环境下的服役行为。方法利用电弧离子镀技术在42CrMo钢基体表面制备NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN双层涂层,通过改变氮气流量来调控涂层中氮元素含量。采用显微硬度计以及特制的腐蚀磨损试验机,同时结合XRD、XPS、SEM等各类表征技术研究涂层力学及腐蚀磨损行为。结果NiCoCrAlYN涂层物相主要为γ-Ni、γ'-Ni₃Al、fcc-CrN和fcc-AlN。随着N₂流量的逐步引入,涂层中CrN/AlN陶瓷相含量增加,显微硬度从575HV_0.05逐渐提升至730HV_0.05,而结合力等级从HF 2下降至HF 3。NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN双层涂层比NiCoCrAlY单层涂层具有更佳的腐蚀磨损性能,且随着N含量的增加而显著提升。当N2流量为400 mL/min时,涂层显示出最佳的腐蚀磨损性能。此外,涂层的失效形式也由磨损失效逐渐转变为腐蚀失效。结论由于氮化物表层的高硬度特性增强了涂层耐磨性,NiCoCrAlY-NiCoCrAlYN界面的阻挡作用提高了涂层耐蚀性,加之底部NiCoCrAlY层具有良好的韧性和延展性,三者的综合作用导致NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN双层涂层的腐蚀磨损性能优于NiCoCrAlY单层涂层。     

高频微振对激光熔覆镍基WC增强涂层的影响

目的改善传统激光熔覆工艺制备的涂层组织粗大,物相分布不均匀,易出现气孔裂纹等缺陷。方法采用松香酒精溶液作为粘接剂,将涂层材料(镍包碳化钨粉末)预置于Q235钢基体表面,选用最优激光参数(功率P=1600 W、光斑直径d=5 mm、扫描速度ν=4 mm/s),并在高频微振辅助工艺下进行熔覆试验,最终制备出镍基碳化钨增强涂层。分别使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪及万能摩擦磨损试验机(UMT)对涂层的显微组织、元素成分及物相、显微硬度和耐磨性能进行测量分析。结果在高频微振产生的激振力作用下,涂层组织由粗大的树枝晶向等轴晶及细小枝晶转变,物相成分主要为γ-Ni(Fe)、Ni3Fe、WC、M(23)C6型化合物等,深色硬质相分布均匀,气孔裂纹等缺陷基本消失,涂层磨损机制主要为轻微磨粒磨损。与无高频微振辅助的涂层相比,显微硬度提高了17%,摩擦系数减小了29%,耐磨性提高了49%。结论利用高频微振辅助激光熔覆工艺,可使制备出的涂层质量显著改善,微观组织更加致密,成分分布更加均匀,细晶强化和弥散强化效果增强,硬度、耐磨性等力学性能得到明显提升。