n-Al2O3/Ni-P复合电刷镀层的组织及摩擦磨损特性

研究了镍磷基纳米Al2O3复合电刷镀层(n—Al2O3／Ni-P)的组织特征及摩擦磨损特性，并与镍磷合金刷镀层进行了比较。结果表明：n—Al2O3／Ni—P复合刷镀层表面粗糙度更小，组织有明显的细化倾向；当镀液中n—Al2O3含量为20g／L时，复合刷镀层的硬度最高，达561HV，是Ni-P镀层硬度的1．3倍，此时复合镀层的耐磨性也最好，磨损失重相比于Ni—P镀层，减少60％以上。     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

滑动速度对纳米颗粒复合镀层摩擦性能的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒复合镀层,并且在球-盘式肇擦磨损试验机上对比研究了纳米颗粒复合镀层与普通快速镍镀层在含污染物油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明纳米颗粒复合镀层的摩擦系数和磨损量均小于快速镍镀层。随滑动速度增加,两种镀层磨损量都先减少后增加,但纳米颗粒复合镀层磨损量增加的幅度小于快速镀镍层c两种镀层的磨损机理均为磨粒磨损和粘着磨损。由于纳米颗粒的强化作用,复合镀层的耐磨性优于快速镀镍层。     

摩擦喷射纳米Al2O3/Ni复合镀层的组织形貌及其性能研究

采用摩擦喷射电沉积工艺制备了纳米Al2O3／Ni复合镀层，考察了该镀层的表面和断面形貌，并对镀层性能进行了测试分析。研究表明，摩擦喷射纳米Al2O3／Ni复合镀层表面较为平整，镀层与基体结合紧密。一次性镀覆厚度达到1．40mm，远高于电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层（0．35mm），镀层硬度达到650HV。在试验条件下，该镀层的耐磨性是摩擦喷射Ni镀层的1．44倍，是纳米Al2O3／Ni刷镀层的1．15倍，摩擦因数也低于摩擦喷射Ni镀层和电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层。     

纳米硬度计测定电刷镀纳米颗粒复合镀层的弹性模量

采用电刷镀技术在钢基体表面制备了n-Al2O3／Ni纳米颗粒复合镀层，借助纳米硬度计的纳米压痕法测定了复合镀层的弹性模量及其分布。测试结果表明：n—Al2O3／Ni纳米颗粒复合刷镀层的杨氏模量约为200GPa；复合刷镀层中存在的气孔、裂纹等缺陷处具有较低的弹性模量，除这些缺陷微区外，复合刷镀层具有均一的弹性模量等力学性能。指出优化和严格控制复合刷镀层制备工艺、减少或消除镀层缺陷，是纳米颗粒复合刷镀层具有均匀性能、提高宏观力学性能的有效途径。     

纳米Al2O3颗粒含量对Ni-Co基纳米复合电刷镀层的组织和性能影响

采用电刷镀技术制备了不同Al2O3颗粒含量的合金纳米复合电刷镀层,采用扫描电镜、硬度测试仪和摩擦磨损试验机测试了纳米Al2O3颗粒含量对镀层的组织和性能的影响。结果表明,随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加,电刷镀层沉积速度降低、表面形貌平整,显微硬度先提高而后减低,磨痕深度先减小后增大,摩擦系数先减小后增大。当镀液中纳米Al2O3含量为20g/L时,镀层具有最优的组织和性能。     

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。     

电刷镀镍基Al2O3复合镀层组织和性能的研究

应用复合电刷镀技术制备了含有Al2O3陶瓷颗粒的镍基复合镀层,对复合镀层表面形貌进行了研究,对镀层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了测试,并分析了Al2O3对镀层磨损性能的影响.结果表明,细小的Al2O3陶瓷颗粒复合镀层较快速单一镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性.     

电刷镀Ni／n-SiO2复合镀层的形貌及摩擦学性能研究

利用脉冲换向电刷镀方法制得了Ni／n—SiO2复合镀层，并对镀层进行了表面形貌观察和分析，测试了镀层的摩擦学性能，与直流工艺条件下的快镍镀层和Ni／n—SiO2复合镀层相比，采用脉冲换向电刷镀工艺得到的Ni／n—SiO2复合镀层，由于脉冲换向电流的细晶强化作用和纳米颗粒的弥散强化作用，镀层致密、晶粒团尺寸细小、硬度高、摩擦系数低，因此耐磨性能更好。     

纳米颗粒复合电刷镀镀层的微/纳观结构特征

在45钢表面制备了n-Al2O3/Ni和n-SiO2/Ni纳米颗粒复合电刷镀层,借助SEM、TEM、HREM等分析手段,在微观和纳观尺度上研究了纳米颗粒复合电刷镀层微观组织特征,分析了纳米颗粒分布、纳米颗粒/基质Ni金属界面结合等微/纳观现象.结果发现:纳米颗粒在基质Ni金属中均匀弥散分布,纳米颗粒与基质Ni金属之间达到了原子尺度的良好结合;基质Ni金属晶格发生了畸变,存在大量原子空位和位错等结构缺陷.这使得纳米颗粒复合电刷镀层具有优良的力学性能.     

电刷镀纳米复合镀层的接触疲劳性能研究

利用电刷镀技术制得了镍包覆n-Al2O3粒子的复合镀层.研究了镀层硬度与镀液中粒子含量的关系,并测试了纳米复合镀层的接触疲劳性能.结果表明,镀层的硬度随镀液中粒子含量的增加而增加,到30 g/L时达到最大,随后降低;镀层的接触疲劳寿命较高,能达到1 000 000次.     

Al2O3/Ni纳米复合电刷镀技术应用于失效凸轮轴再制造的实验研究

目的将Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术应用到失效凸轮轴修复,使失效凸轮轴得以再制造利用。方法在快速镍镀液中加入Al_2O_3纳米颗粒和分散剂柠檬酸三铵、十六烷基三甲基溴化铵形成复合镀液,将复合镀液放在恒温磁力搅拌器上加热并搅拌,使复合镀液温度达到50℃且纳米Al_2O_3悬浮稳定。利用电刷镀技术将复合镀液镀于与凸轮轴材质相同的45#钢板表面,通过硬度测试,分别评价纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压对复合镀层硬度的影响。结果复合镀层的硬度大于45#钢,且硬度随刷镀电压、纳米Al_2O_3质量浓度的增加而增加。当刷镀电压大于10 V后,硬度随纳米Al_2O_3质量浓度的增加而减小。复合镀层表面裂纹随纳米Al_2O_3质量浓度、刷镀电压的增加而增多,纳米Al_2O_3的质量浓度越低,电压变化对复合镀层表面硬度的影响越大。相对纳米Al_2O_3质量浓度,电压对复合镀层表面硬度的影响更大。结论用Al_2O_3/Ni纳米复合电刷镀技术修复失效凸轮轴可提高凸轮轴表面硬度,使其得以再制造利用。为提高凸轮轴表面质量,避免出现表面疏松、焦糊等缺陷影响表面硬度,应开发自动化纳米复合电刷镀设备及采用不同镀层交替叠加方式刷镀。     

钢铁表面纳米Al2O3复合化学镀镍的研究

为了讨论纳米粉末的加入对镀层结构、镀层性能及晶化行为的影响,采用铁片为基体,在可获得高磷含量镀层的碱性化学镀镍溶液中,对纳米Al2O3复合化学镀镍进行了研究.扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、差热分析等研究结果表明:在碱性化学镀镍液中添加纳米Al2O3粉末,可以得到含纳米Al2O3的镀层;与未添加纳米粉末相比,镀层硬度明显增加;镀层中的纳米Al2O3颗粒促进了化学镀镍层的晶化.     

Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺研究

采用正交设计法对Ni-P/Al2O3化学复合镀工艺进行了优化。研究了镀液成分，工艺参数对复合镀层厚度，显微硬度，耐蚀性，耐磨性的影响，结果表明，Ni-P/Al2O3化学复合镀层的显微硬度，耐磨性优于Ni-P化学镀层的，弥散分布的Al2O3颗粒能显著减缓复合镀层在较高温度下的软化趋势。     

电刷镀多层复合镀层的应用研究

用电刷镀研制具有层状结构的Ni-Cr2O3复合电刷镀层，采用碱铜层作为中间过渡层；研究了多层复合镀层的组织，显微硬度以及耐磨性等性能，对电刷镀多层复合镀层工艺进行了实际应用研究，结果表明，多层Ni-Cr2O3复合电刷镀层与Ni镀层相比具有较高的显微硬度，细小的结晶晶粒和较耐磨性，层状的复合镀层结构会导致磨损机理的变化，该工艺可用于大型机械设备现场不解体修复。     

纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层的制备及微观力学性能

采用高能机械化学法配置了纳米Al2O3颗粒镍基复合镀液,并制备了纳米复合镀层。对所得复合镀层的组织和成分进行了分析,采用纳米压痕法研究了复合镀层的硬度、弹性模量等微观力学性能。结果表明,高能机械化学法有效解决了纳米颗粒的团聚,将镀液中85％的颗粒分散至纳米量级,使复合镀层中纳米颗粒的含量提高了53％,复合镀层组织更加致密、均匀;复合镀层的共沉积过程对纳米颗粒的粒径具有自动选择效应,镀层中纳米颗粒尺寸均小于40nm;纳米颗粒复合镀层具有良好的微观力学性能,硬度和弹性模量分别为7．04GPa和225GPa,这是由于纳米Al2O3颗粒对复合镀层具有超细晶强化、硬质点弥散强化、高密度位错强化机制所致。     

Properties and strengthening mechanism of brush plated nanoparticle reinforced composite coatings

Nanoparticle reinforced nickel matrix composite coatings, such as n-Al2O3/Ni, n-SiO2/Ni, n-SiC/Ni and n-TiO2/Ni, were fabricated by brush plating technique. Hardness, wear resistance and contact-fatigue resistance of the composite coatings were determined, and strengthening mechanism of the composite coatings was discussed. Results show that the composite coatings have superior properties to the Ni metal coating. Compared with properties of brush plated Ni metal coating, the composite coatings have hardness over 1.5 times and wear resistance capability of about 2.5 times. The strengthening mechanism of the composite coatings mainly includes fine-crystal grain effect, nanoparticle dispersion effect and dislocation effect.     

电刷镀Ni-W过渡层与离子镀TiN复合涂层的结合力和磨损特性

研究了3Cr2W8V基体电刷镀Ni-W过渡层和离子镀TiN复合涂层的结合力及强化机理.利用XRD、SEM和TEM分析了涂层结构,用划痕法测定了涂层结合力,并测定和分析了涂层的磨损特性.结果表明由于TiN沉积过程中的温度效应,混合晶态的电刷镀Ni-W层发生晶化和析出强化,并形成界面扩散层和双层复合,从而使TiN复合涂层的结合力和硬度明显提高;Ni-W过渡层对TiN涂层起有力的支撑作用.Ni-W与TiN复合涂层的耐磨性优于TiN单层.     

Influence of heat treatment on microstructures and micro-hardness of n-SiO2/Ni composite coating

The n-SiO2/Ni composite electro-brush plating coating was prepared on the 1045 steel substrate. SEM and TEM were utilized to analyze the surface and cross-section morphologies or the microstructures of the composite coating before and after heat treatment, as well as a micro-hardness tester was used to measure the micro-hardness before and after heat treatment. The results show that the entrance of nano SiO2 particles into composite coating makes the micro-hardness higher. After heat treatment, due to the obstruction to growth of Ni crystals from nano particles, the composite coating still possesses a higher micro-hardness than that of common Ni-base coating.