搅拌速度对LA141镁锂合金纳米复合镀层的影响

为进一步扩大超轻LA141镁锂合金的应用范围,提高其表面硬度、耐蚀性和耐磨性,采用化学复合镀的方式在LA141镁锂合金表面制备Ni-P/nano-Al2O3复合镀层,主要研究了搅拌速度对复合镀层物相结构、微观形貌、硬度、耐蚀性和耐磨性的影响。结果表明：随着搅拌速度的增加,复合镀层表面的纳米粒子沉积量先增加后减少,其硬度、耐蚀性和耐磨性同样呈现出先增加后减小的趋势。当镀液搅拌速度为600 r/min时,复合镀层的耐蚀性最好,其腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为-0.502 V和3.85×10-5 A/cm2;当镀液搅拌速度为800 r/min时,复合镀层的纳米粒子沉积量最多,耐磨性最好,其摩擦系数在0.45～0.55之间,磨痕宽度约为750 μm。     

B_4C含量对Ni-Co/B_4C复合镀层硬度及耐磨性的影响

采用复合电沉积的方法制备出Ni-Co/B4C复合镀层。利用光学显微镜、XRD衍射等方法分析了复合镀层的微观形貌及相结构。结果表明,所制备的Ni-Co/B4C复合镀层均匀致密,基体界面结合良好,B4C颗粒分布均匀,镀态下镀层为晶态结构。研究了镀液中B4C颗粒含量对复合镀层硬度及耐磨性的影响,随着镀液中B4C颗粒含量的增加,Ni-Co/B4C复合镀层的显微硬度和耐磨性能均明显提高。     

Q235钢表面化学镀Ni-P-SiC复合镀层的研究

笔者采用化学复合镀的方法在Q235钢表面制备了Ni-P-SiC复合镀层,并对其形貌、成分和性能进行了试验研究。试验结果表明,Ni-P-SiC复合镀层的表面平整、厚度均匀且碳化硅硬质颗粒分布均匀,显微硬度达到580 HV;Ni-P镀层和Ni-P-SiC复合镀层相比较,具有较高的显微硬度和耐磨性,经400℃热处理2 h后,复合镀层的显微硬度高达980 HV,而且其耐磨性大幅度提高。     

Co-B_4C复合镀层耐磨性能研究

采用复合电沉积技术在45钢基体上制备了Co-B4C复合镀层,对复合镀层的截面形貌和组织结构进行了观察分析,研究了镀液中B4C颗粒含量对复合镀层的显微硬度和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,B4C颗粒均匀地分布于Co基金属中,镀层与基体结合良好,无孔隙和裂纹等缺陷,镀态下镀层为晶态结构;随着镀液中B4C颗粒含量的增加,镀层的显微硬度和耐磨性也逐渐提高,且当镀液中B4C颗粒含量分别为20 g/L、15 g/L时,镀层的显微硬度和耐磨性达到最高值。     

颗粒含量对化学镀Ni-P-SiC复合镀层形貌和性能的影响

采用化学共沉积的方法在Q235钢表面制备了Ni-P-SiC复合镀层,并研究了SiC颗粒含量对复合镀层表面形貌、沉积速率、显微硬度和磨损性能的影响。研究结果表明,Ni-P-SiC复合镀层表面平整,碳化硅硬质颗粒分布均匀。随着SiC颗粒含量的增加,复合镀层的沉积速率和显微硬度先增大后减小;当SiC含量为6 g/L时,沉积速率最快且磨损量最小。     

硼酸铝晶须增强镍磷基化学复合镀层的力学性能研究

采用化学复合镀技术,在铜箔基体上沉积硼酸铝晶须增强镍磷基复合镀层,并研究了该复合镀层的组织和力学性能.结果表明:随着镀液中硼酸铝晶须含量的增加,复合镀层表面的颗粒粒度变小;复合镀层的最大延伸率、断面收缩率和拉伸断口侧面裂纹的密度增加,但抗拉强度和弹性模量降低.     

SiC含量对液压机立柱表面Ni-SiC复合镀层性能影响

为了改善煤矿液压机立柱的耐磨及耐蚀性能,采用复合电镀在45钢表面获得了表面光洁平正、结合紧密的Ni-SiC复合镀层,并测试了涂层的硬度、耐磨性能及在模拟矿井溶液中的耐蚀性能。结果表明:复合镀层的硬度与耐磨性能随着镀液中SiC颗粒的含量上升而上升,在镀液中碳化硅颗粒含量30g/L时,镀层的显微硬度、耐磨性能最高;SiC颗粒的加入降低了镀层的耐蚀性能,且SiC颗粒含量越高镀层的耐蚀性能越差。     

截齿齿体碳硼复合渗的性能研究

针对采煤机截齿磨损失效的问题,对其进行碳硼复合渗试验。通过XRD及扫描电镜进行渗层分析,并与专业生产厂家的标准处理工艺的试样进行了耐磨性对比试验。XRD结果表明,40CrNiMo钢碳硼复合渗后的渗硼层物相为Fe2B;扫描电镜照片测得渗层厚度约为117μm。耐磨性能测试表明,碳硼复合渗的40CrNiMo钢的耐磨性是标准试样的2.17倍。     

刀具耐磨复合涂层制备工艺及性能研究

刀具磨损是机械加工刀具常见的失效形式,高速钢刀具是最常用的切削刀具,为了提高刀具的耐磨性,采用化学复合镀方法,以高速钢为基体材料、Ni-W-P为基质合金、添加耐磨微粒α-Al2O3,镀制Ni-W-P+α-Al2O3多元复合镀层。实验结果表明:该工艺得到的Ni-W-P+α-Al2O3多元复合镀层表面光亮、质感均匀、镀层结合力良好、耐蚀性优良,经过相同次数磨损试验,Ni-W-P+α-Al2O3热处理镀层的耐磨性能是W6Mo5Cr4V2高速钢的3.33倍。     

电沉积Ni-ZrO_2复合镀层的耐蚀性能研究

在氨基磺酸盐溶液中获得了纳米Ni镀层和复合结构Ni-ZrO2镀层,两种镀层试样在4%NaCl溶液中进行耐蚀性能测试.利用X射线衍射、扫描电镜技术对镀层进行结构、形貌分析发现,Ni-ZrO2复合镀层表面颗粒更为细小,显微组织更加均匀、致密.腐蚀性能试验表明复合电镀层的耐蚀性优于纳米镍镀层的原因是因为纳米ZrO2颗粒的存在,不仅细化了基质金属的晶粒,同时提高了复合电镀层表面的化学稳定性,提高了腐蚀电位.     

Q235钢固相反应型Al2O3-TiB2复相陶瓷涂层制备及性能研究

利用机械合金化（MA）制备了超细粉体,并采用固相反应法在Q235钢表面制备了Al2O3-TiB2复相陶瓷涂层,用X射线、激光粒度仪、扫描电镜（SEM）、差热分析仪（DTA）研究了粉体和涂层的物相组成、粒度分布及截面形貌,并测试了涂层的耐磨、耐蚀性能。结果表明,MA后骨料粉体的粒度可达纳米级;700 ℃热固化后涂层有Al2O3、TiB2和MgAl2O4等新相生成;封孔处理后涂层相对耐磨性最多提高321倍;涂层耐蚀性能最多提高952倍,封孔后的涂层耐蚀性能最多提高1548倍。     

Ni-65WC粉末的雾化造粒与激光熔覆层组织和冲蚀性能研究

为提高煤炭开采、洗选和煤化工的煤机装备耐冲蚀性能,利用雾化造粒和激光熔覆技术制备高WC含量Ni/WC复合熔覆层,通过组织观察、力学性能检测、腐蚀及磨损实验对比研究了雾化造粒和激光熔覆过程中Ni/WC复合熔覆层的组织、结构演变,并基于射流式冲蚀分析了材料的冲蚀行为。结果表明:喷雾干燥Ni/WC团聚复合粉末的球形度与粘结剂含量成正比,而粒径则与雾化器转速成反比。激光熔覆后,Ni/WC熔覆层由Ni、WC和W₂C相组成。其中,在熔覆过程中WC出现了熔解与析出变化,形成了层状共晶→棒状、针状→块状结构的富W和富Ni相。在冲蚀磨损工况下,WC有效改善了Ni/WC熔覆层冲刷磨损性能,磨损率为0.097 g/(m²·h),相比Q235A钢降低约23%。此时,细小的WC均匀镶嵌在磨损表面的粘结相中起到强化作用。同时,Ni/WC熔覆层的剥落处表现出明显的塑性特征,为典型的韧性破坏。     

原状黄土节理抗剪强度试验研究

黄土节理的剪切强度特性对于含节理黄土工程的稳定性有重要影响,为此在大量野外调研的基础上,采集典型黄土节理土样,首先对不同节理表面形态进行分类以制备试样,然后采用室内直剪试验研究了含水量对黄土节理剪切强度参数的影响规律,并与室内大型直剪试验对比,研究尺寸效应对剪切强度的影响,最后依据试验结果研究了节理剪切应力-位移规律。研究表明:黄土节理的抗剪强度关系符合摩尔-库伦准则,且黏聚力可忽略不计;随含水量的增加,黄土节理峰值内摩擦角最初的变化幅度较小,当大于某个含水量值时,峰值内摩擦角减小幅度变大,其变化规律可用指数形式进行描述;试样尺寸主要影响节理面起伏度对剪切强度的贡献,尺寸越大,其剪切强度也越大;其剪切应力-位移曲线属非线性屈服剪切型曲线,并构建了本构模型,对初始剪切刚度研究发现其随含水量增加减小,随正应力增加呈线性增加。     

冷喷涂表面技术沉积机理及其应用关键技术研究

目的 为了在金属新材料、材料表面改性、纳米涂层、增材制造、稀土高值利用等研究领域形成自身特色,拓展冷喷涂技术应用范围,使冷喷涂涂层、修复层和增材构件得到更广泛的应用。方法 在研究了进口冷喷涂系统设计原理和材料学的基础上,分析了冷喷涂沉积机理,研发了多种具有独特性能的新型冷喷涂涂层制备关键技术。结果 已研发了Cu-Fe原位合金箔材冷喷涂制备技术、新型Cu-Fe合金导热导磁涂层冷喷涂制备技术、Cu/Fe复合材料/零部件冷喷涂制备技术、氧化镧掺杂铝/纳米TiO2复合功能涂层冷喷涂制备技术。结论 通过冷喷涂技术可获得均匀致密且无氧化物的涂层,几乎适用于所有金属及其合金的沉积成膜、零部件修复、增材制造等,同时也适用于多种陶瓷涂层、有机聚合物涂层、复合涂层和纳米涂层的制备,已成为研发非晶、纳米和新型复合材料涂层的有效手段。     

钛与羟基磷灰石复合涂层的制备及其细胞相容性研究

使用等离子喷涂的方法以一定的加工工艺在钛合金(Ti-6Al-4V)表面制备钛与羟基磷灰石复合涂层,使用扫描电镜观察其表面形态及界面形态。将第3代比格犬骨髓间充质干细胞接种于与钛/羟基磷灰石复合涂层试样上,观察细胞形态、细胞黏附情况,采用CCK-8法检测其细胞毒性。结果显示复合涂层较为致密,涂层与基体结合紧密,表面、界面形貌良好。骨髓间充质干细胞形态正常,细胞黏附情况良好,CCK-8细胞毒性实验结果显示毒性分级为1级,无细胞毒性。     

热处理对HVOF WC-17Co涂层组织结构及耐磨性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在42CrMo钢表面制备了硬质WC-17Co耐磨涂层,分别在500,700,900,1 100 ℃保温1 h进行热处理,进而研究了热处理温度对涂层微观组织、相组成、硬度以及耐磨性能的影响。实验结果表明：随着热处理温度的升高,W2C相逐渐减少而非晶态的Co发生再结晶生成Co3W3C和Co6W6C;硬度呈现先升高后降低的趋势,700 ℃热处理后,WC硬质相增多,硬度最高;喷涂态WC-17Co涂层的耐磨性较差,900 ℃热处理后,析出的Co6W6C细小且弥散均匀分布,涂层的磨损量最小、耐磨性最好。     

电沉积耐磨耐蚀复合材料的工艺研究

研究了镀液组成、添加剂用量及温度、电流密度、ｐＨ值、搅拌等工艺条件对电沉积复合材料镀层的影响。结果表明，应用适宜的镀液组成及工艺条件，可制得一系列不同组成的复合材种镀层，并具有优异的耐磨耐蚀性能。     

不同氮气分压下不锈钢基体氮化钛涂层的制备及性能表征

在不同氮气分压下,采用多弧离子镀技术在不锈钢基体表面制备了光滑而致密的TiN涂层,利用光学显微镜、X射线衍射仪分别观测了TiN涂层表面形貌及涂层物相,利用显微硬度仪和电化学腐蚀仪器表征了涂层的显微硬度和电化学腐蚀性能。结果表明: 在总压不变的情况下氮气分压越高,TiN涂层的生成率越大,涂层显微硬度小幅增大。氮气分压1.6 Pa下制备的TiN涂层表面缺陷最少,显微硬度相比基体提高了2倍。当氮气分压从0.4 Pa逐渐增加到1.6 Pa时,腐蚀电位相应地从-0.579 V提高到-0.249 V,腐蚀电流则从3.4×10^-5 A降低到1.2×10^-5 A,涂层耐腐蚀性能显著提高。