Ni-Si3N4复合电镀工艺与耐磨性研究

研究了镀液Si3N4浓度，阴极电流密度、pH值、温度和搅拌方式等工艺参数对Ni—Si3N4复合镀层微粒含量和镀层硬度的影响，在盘销摩擦磨损实验机上对镀层进行了磨损实验。通过实验确定了Ni-Si3N4复合电镀的最佳工艺。结果表明：随着Si3N4共析量的增多复合镀层硬度提高，耐磨性增强；在浸油润滑的条件下，复合镀层的摩擦因数低于纯镍镀层，复合镀层的磨损量小于普通镀镍层。磨痕表面观察表明复合镀层的磨损以磨料磨损为主。     

纳米复合镀层接触疲劳性能研究

利用电刷镀技术制得了n-Al2O3/Ni和n-ZrO2Ni纳米颗粒复合电刷镀层。测试了复合镀层的显微硬度和接触疲劳寿命,分析了载荷和退火处理对镀层疲劳寿命的影响。结果表明,复合镀层具有较高的显微硬度,载荷为60N和140N时,n-Al2O3/Ni复合镀层具有较高的疲劳寿命,而n-ZrO2Ni复合镀层的寿命较低。接触疲劳寿命随载荷的增加而降低,退火处理使n-Al2O3/Ni复合镀层的疲劳寿命显著降低,而使n-ZrO2/Ni复合镀层的疲劳寿命大幅度提高,是镀态时的3.8倍。n-ZrO2/Ni复合镀层的滚道面呈脆性剥落,而退火后呈塑性变形特征。     

脉冲电沉积Ni/纳米Al_2O_3复合镀层的组织结构与性能

采用脉冲电沉积方法制备Ni/纳米Al2O3复合镀层。利用扫描电镜(SEM)观察分析Ni/纳米Al2O3复合镀层的组织结构,对Ni/纳米Al2O3复合镀层的硬度、摩擦磨损性能和铝液在复合镀层表面的铺展性能进行测试。结果表明:复合镀层的硬度随镀液中Al2O3悬浮量的增加而升高;纳米Al2O3悬浮量为20g/L的Ni/纳米Al2O3复合镀层的摩擦因数为0.459;铝液在Ni/纳米Al2O3复合镀层表面的亲润性比淬火45#钢差,具有良好的耐铝液侵蚀性能。     

Ni基纳米Si3 N4复合镀层的超声-电沉积工艺研究

采用超声-电沉积法,在20钢上制备Ni基纳米Si3N4复合镀层。研究纳米Si3N4含量、阴极电流密度、超声功率的大小等对复合镀层耐磨性能的影响。利用正交试验法优选出最佳工艺参数;并利用扫描电镜(SEM)对镀层微观组织形貌进行观察和分析。     

激光电刷镀Ni基镀层表面形貌及相结构研究

进行了脉冲和连续Nd^2＋：YAG激光电刷镀Ni及n—Al2O3／Ni试验，利用SEM分析了镀层表面形貌，采用X射线衍射仪分析了镀层的相结构。结果表明：与普通电刷镀镀层相比，激光强化电刷镀镀层晶粒明显细化，其中镀层的晶粒尺寸减小了约5nm，且激光的连续性对Ni镀层晶粒尺寸的影响较大。激光未对Ni镀层和n-Al2O3／Ni复合镀层的晶体结构产生明显影响，但使镍晶粒在（111）晶面具有优先生长现象。     

CeO2对Ni/α-Al2O3纳米复合镀层微观组织和摩擦学性能的影响

采用纳米复合电镀技术,通过向Ni/α-Al2O3纳米复合镀溶液中添加CeO2方法在45#钢上制备了Ni/α-Al2O3-CeO2纳米复合镀层;研究了CeO2对镀层微观组织、显微硬度及摩擦学性能的影响;用分析型扫描电镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机对复合镀层组成、微观组织、显微硬度及摩擦学性能进行了分析。结果表明,适量CeO2的加入促进了纳米α-Al2O3的沉积量,使纳米α-Al2O3在镀层中的分布更加均匀,添加过多的CeO2对纳米α-Al2O3分布不利;CeO2添加量为40g/L时,平均显微硬度比未添加CeO2的提高近30%,磨痕宽度减少近40%;CeO2能改善复合镀层的耐磨性能,有效防止镀层片状脱落。     

活塞式气体压缩机阀片的化学镀Ni-P合金工艺研究

对活塞式气体压缩机的13CrMo钢阀片进行镀Ni—P工艺研究。分析了活化处理时间对化学镀Ni—P镀层结合力、热处理温度对镀层表面硬度及后处理等对锌层耐蚀性的影力规律。用优选的工艺参数对阀片进行表面强化与防蚀处理，获得了较好的效果。     

Ni-W-P/PTFE电刷镀多元复合材料工艺及性能研究

用电刷镀技术使基体材料形成一层具有弥散硬质相及自润滑减摩组分的PTFE复合镀层。研究了Ni－W－P／PTFE电刷镀的工艺、刷镀液组成、热处理条件对Ni－W－P／PTFE复合镀层的硬度及磨损率的影响。确定了热处理温度378℃，复合镀层PTFE含量20％－30％时复合镀层的摩擦性能最好；当复合镀层中添加PTFE后能显著降低损率，大大提高镀层的耐磨性。     

超细SiC对Ni-P化学合金镀层组织结构的影响

在化学镀Ni-P合金溶液中添加不同粒径的超细SiC粒子进行化学镀,制备了三种Ni-P-SiC化学复合镀层;通过扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜和示差扫描量热分析仪对镀层的形貌和组织结构及其转变进行了表征。结果表明：化学复合镀层镀态下为非晶态结构,在一定温度热处理后晶化产生Ni3P和镍晶体,晶化温度几乎不受SiC粒子影响;在较高温度下镍与SiC发生反应生成Ni-Si化合物,SiC粒径越小,与镍发生反应的起始温度越低;400℃热处理复合镀层的最终产物中除了镍和Ni3P以外还有Ni3Si和游离碳。     

镍-磷-纳米Al2O3复合镀层的摩擦学性能

用化学镀的方法制备了镍-磷-纳米Al2O3复合镀层，研究了热处理温度对镀层硬度和磨损性能的影响，并与二元镍-磷镀层以及镍-磷-Al2O3复合镀层进行了性能对比。结果表明：含有纳米Al2O3微粒的复合镀层具有更高的硬度和耐磨性，经400℃处理后的镀层耐磨性最好。     

激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层的微观组织和高温抗氧化性能

为提高钛合金的高温抗氧化性能,采用激光熔覆原位自生技术,在TC4钛合金表面自行设计并制备了原子百分比为Ti∶Al∶Si=41∶41∶18和Ti∶Al∶Si=35∶35∶30的两种涂层。通过XRD、OM、SEM表征了涂层的微观组织和物相组成;借助管式电阻炉测试了涂层和基体试样在800℃×24h×5次循环氧化条件下的高温抗氧化性能;结合氧化增重和氧化动力学曲线分析了涂层的高温抗氧化机理。结果表明,涂层主要由Ti5Si3、Ti7Al5Si12、Ti3Al、TiAl和TiAl3等物相组成。涂层中没有出现一般激光熔覆所产生的外延生长柱状晶组织,全部为细小等轴晶。在800℃×24h×5次循环氧化条件下,TC4基材单位面积的氧化增重约为35.1mg·cm-2,涂层的约为2.8mg·cm-2和3.3mg·cm-2。两种涂层的高温抗氧化性能较钛合金基材分别提高了12.5倍和10.6倍。激光熔覆原位自生Ti-Al-Si复合涂层能明显改善TC4钛合金的高温抗氧化性能。涂层抗氧化性改善的机理,一方面是表面生成了连续致密的TiO2、Al2O3、SiO2氧化层,阻碍了氧扩散;另一方面是提高了氧化层的黏附性,使氧化层不易从涂层表面剥落,对涂层未氧化部分起到了很好的保护作用。     

激光熔覆Ni/TiC复合涂层组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢样品表面制备了Ni/TiC复合涂层,利用光学显微镜、SEM,EDS,XRD、显微镜硬度计及摩擦磨损试验机等检测设备研究了Ni/TiC复合涂层的组织和性能。试验结果表明：Ni/TiC复合涂层没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基体之间具有良好的冶金结合,涂层显微硬度沿层深皆呈明显的阶梯状分布,最外表面的熔覆层硬度最高,约为800 HV;熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了86.5％,表明Ni/TiC复合涂层具有较好的耐磨性能。     

不同激光熔覆材料涂层的耐磨性能比较

本文研究了宽带激光熔覆不同熔覆材料的复合涂层的耐磨性能。结果表明:Ni60B熔覆层的硬度高于40Cr基材的硬度,Ni60B+WC梯度复合涂层具有最高的硬度,对于提高零件的抗磨损性能比较有利;Ni60B熔覆层和Ni60B+WC熔覆层均适合修复轴类零件;三层梯度复合涂层磨痕宽度最小,具有最好的耐磨性。     

纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层的摩擦磨损性能

用复合电沉积工艺制备了纳米和微米La2O3颗粒增强镍基复合镀层，在销盘式滑动磨损试验机上考察了复合镀层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能，用扫描电子显微镜分析了其磨损机理。结果表明：在干摩擦条件下，纳米La2O3颗粒增强复合镀层的摩擦磨损性能明显优于微米La2O3颗粒增强复合镀层；纳米La2O3增强镍基复合镀层的磨损主要表现为轻微磨粒磨损特征，而微米La2O3增强镍基复合镀层的磨损机制为剥层磨损和磨粒磨损。     

激光熔覆金属基固体自润滑涂层的组织结构

铝合金板料的温成形过程中，为解决模具和铝合金板间的高温润滑问题，开发一种高效、环保的润滑技术非常重要。以Ni45-CaF2-WS2为复合固体润滑材料，分别采用Nd：YAG与CO2激光熔覆技术制备了金属基固体润滑涂层，研究了两种激光熔覆层的组织结构，并分析了两种涂层的组织结构形成机理。结果表明，CO2激光器较Nd：YAG激光器更适合该类涂层的制备。     

原位自生Ni3Si/Ni复合材料的显微组织研究

用高纯度的Ni、Si粉为原料,采用真空熔炼Ni-Si合金,通过成分设计、退火等方法制备原位自生Ni3Si/Ni复合材料。采用SEM、XEM和EPMA分析了复合材料的微观结构。结果表明,通过熔炼的方法可以制备Ni3Si/Ni复合材料;组织中规则的片层状共晶和无定形结构分布在熔体中;冷却速度和过冷度是影响其共晶生长方向和无定形结构的主要因素。     

含无机类富勒烯(IF)过渡族金属硫化物纳米复合涂层的环境摩擦磨损特性

采用固-气相反应、反应沉淀和溶剂热诱导法实现了IF-MoS2、IF-WS2纳米粉体的宏观量制备.分别用化学共沉积方法在硬铝基体上制备Ni-P-(IF-WS2)复合镀层,磁控溅射和激光溅射技术在硬铝合金和钛合金基体上制各(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2梯度纳米复合涂层和IF-(Mo,W)S2/(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2多层纳米复合涂层.用划痕仪、球-盘式摩擦仪评估纳米涂层的结合力及其在真空(10-2 Pa)和大气中的摩擦磨损性能.Ni-P-(IF-MoS2)化学复合镀层的硬度、摩擦因数和磨损率明显低于Ni-P化学镀层.梯度和多层复合结构有利于涂层与合金基体结合力的提高.(Ni,Mo)/IF-(Mo,W)S2纳米梯度复合涂层和(Ni,Mo)-IF-(Mo,W)S2/IF-(Mo,W)S2纳米多层复合涂层在不同环境下都有低的摩擦因数和磨损率.含无机类富勒烯(IF-)WS2或MoS2的纳米复合涂层具有优良的环境稳定性.     

宽带激光熔覆高硬度火焰喷涂层组织和裂纹行为

对镍基合金火焰喷涂层进行宽带激光熔覆试验,分析熔覆层组织、物相组成和硬度分布规律以及工艺参数对组织、结合强度和硬度的影响。激光熔覆过程骤冷骤热的特点使得熔覆层内存在较高的拉应力,同时,由于激光熔覆镍基合金火焰喷涂层主要由g (Fe, Ni) 固溶体和弥散分布的高硬度脆性碳化物相(Ni, B) 和(Cr, Si) 相组成,熔覆层强度和硬度显著提高而延性降低,在凝固过程残余内应力的作用下极易开裂,熔覆层裂纹为低延性穿晶脆性冷裂纹。基体的预热和熔覆后保温缓冷可有效降低温度梯度,释放残余内应力,当预热温度为300 ℃时,熔覆层裂纹消失。