化学镀Ni–P合金镀层热处理及磨损性能的研究

在20CrMnTi低碳钢上实施渗碳工艺,再化学镀Ni–P合金,研究了不同热处理温度对Ni–P合金镀层结构、显微硬度和结合力的影响,探索了不同载荷下Ni–P合金镀层的耐磨性,并与渗碳层进行了对比。结果表明,随着热处理温度的提高,Ni–P合金镀层由非晶态转变为晶态,并伴随着新相Ni3P的析出。镀层结合力随热处理温度的升高不断增强,而镀层显微硬度和耐磨性则先增大后减小,并在400°C时达到最大值。在本试验条件下,化学镀Ni–P合金镀层的耐磨性优于渗碳层。     

碳纤维表面电沉积合金(复合)镀层初步研究

采用电化学沉积的方法,在聚丙烯腈基碳纤维表面制备了Ni–Fe、Fe–P、Ni–B合金及Fe–Cr2O3复合镀层。结果表明:碳纤维表面的预处理对合金(复合)镀层与基底间的结合力有重要影响。扫描电子显微镜结果显示,未经活化处理的碳纤维表面镀层与基体的结合力差,表面有裂纹;表面活化处理后的镀层细致,均匀,结合力好。通过改变与合金元素相应的电解质浓度可改变镀层中合金元素的含量,获得具有不同合金含量的、与碳纤维结合紧密的合金或复合镀层。     

钛合金化学镀镍工艺

采用一种含有氢氟酸的酸性溶液作为活化溶液,对钛合金表面进行化学镀镍。讨论了活化液、络合剂、Ni2 及H2PO2-浓度、缓冲剂及温度的确定。分别介绍了除膜、活化、预镀镍及化学镀镍工艺规范。对该镀镍层的耐蚀性及含磷量进行了测定,并对该镀层热处理前后的硬度、厚度、结合力、氢含量、耐磨损性及表面微观形貌进行了测试与比较。结果表明,采用本工艺可在钛合金表面沉积出70μm左右的镍磷合金镀层,磷含量在8%~11%(质量分数);氢含量可控制在50mg/kg;经200℃热处理1h后镀层硬度达到600HV,镀层与基体结合力好;经350℃热处理1h后镀层硬度达850HV,耐磨损性良好。该镀层可满足航空钛合金部件的要求。     

ABS塑料表面化学镀镍工艺研究

为了改善丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料化学镀镍工艺,实现表面金属化,拓宽其应用领域,对ABS塑料表面制备金属镍镀层的化学镀工艺进行优化,研究了施镀时间、敏化温度和活化温度对ABS塑料表面化学镀镍层的表面形貌、显微硬度、表面粗糙度的影响。采用扫描电子显微镜观察镀层的表面微观形貌,对镀层硬度和表面粗糙度进行测量。优化后的工艺条件为:敏化45℃,20 min;活化45℃,20 min;施镀45℃,30 min。在10~30 min施镀时间内,ABS塑料表面化学镀镍层厚度随施镀时间而增加,表面粗糙度降低,显微硬度提高。     

前处理工艺对铝基Ni-P化学镀层性能的影响

针对铝合金易产生晶间腐蚀、表面硬度低、不耐磨损等缺点,利用金相显微观察、扫描电镜能谱测定、增重法、热震网格实验和失重法,以镀速、镀层结合强度、显微硬度以及耐蚀性为考核指标,研究了以硫酸镍为主盐、以次磷酸钠为还原剂、以焦磷酸钠为络合剂的预化学镀镍磷合金过程的工艺参数以及预化学镀和活化时间对镀层性能的影响。研究结果表明,所获得的活化-预化学镀镍磷合金前处理新工艺可显著提高镀层与基体的结合强度和沉积速率,同时得到的镀层组织结构致密均匀、硬度好、耐蚀性优良。     

表面活性剂对ZL102表面镍–磷–碳化硅化学复合镀的影响

在酸性化学镀镍液中分别加入阴离子型、阳离子型和非离子型9种表面活性剂,以分散SiC微粒并在ZL102铝合金表面制备性能良好的Ni–P–SiC复合镀层。通过研究表面活性剂对镀液性能和复合镀层表面形貌、显微硬度、孔隙率及SiC复合量的影响,对表面活性剂进行筛选。结果表明,以60mg/L聚乙二醇作表面活性剂时,SiC微粒的分散效果最好,所得Ni–P–SiC复合镀层的孔隙率仅为0.5714个/cm2,显微硬度为729.76HV,镀层中的SiC颗粒细小、分布均匀,复合量达5.00%,综合性能最好。     

铝合金表面催化活性对化学镀镍-铜-磷合金镀层化学组成及耐腐蚀性能的影响

以浸锌–闪镀法和预植法分别对铝合金基体进行前处理,然后再化学镀Ni–Cu–P合金。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学测量等技术对其进行表征,探讨了两种前处理工艺对化学镀Ni–Cu–P合金镀层表面形貌、化学组成和阳极极化曲线的影响。结果表明,与浸锌–闪镀法相比,预植法工艺简单,得到的镀层与基体结合良好;两种镀层的Ni含量相近,均为68%,但预植法所得镀层的Cu含量比浸锌–闪镀法增加近7个百分点,P含量则下降6个百分点;预植法所得镀层的腐蚀电流密度为3.8μA/cm2,远小于浸锌–闪镀法所得镀层的13.2μA/cm2。预植法处理后得到的化学镀Ni–Cu–P合金镀层具有更好的耐腐蚀性能。     

中温酸性纳米化学复合镀镍-磷-石墨工艺

采用化学复合镀方法在45钢基体上镀覆Ni–P–石墨复合镀层,通过改变镀液的pH、搅拌速度、表面活性剂和石墨(40nm)的用量,优化了化学复合镀工艺,确定了较优的工艺参数:石墨粒子240mg/L,表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)0.05g/L,pH5.0,搅拌速率300r/min。以扫描电镜和能谱分析了优化工艺获得的Ni–P–石墨复合镀层的表面形貌及组成,测试了镀层性能。结果表明,Ni–P–石墨复合镀层中石墨分散均匀,Ni和P的质量分数分别为93.78%和6.22%。与Ni–P合金镀层相比,Ni–P–石墨复合镀层的耐蚀性明显提高,其耐磨性提高了5倍,热处理后复合镀层的显微硬度最大可以达到1336.3HV。     

PTFE乳液对景观钢结构表面镀层耐蚀性的影响

为了提升景观钢结构的耐腐蚀性能,对Q345钢进行了化学镀镍处理,对比了Ni–P合金镀层和镀液中添加不同体积分数的PTFE乳液后得到的Ni–P–PTFE复合镀层的物相组成、元素成分、显微形貌和电化学腐蚀行为。结果表明,Ni–P合金镀层和Ni–P–PTFE复合镀层都主要为非晶态结构,当PTFE乳液的添加量达到5 mL/L及以上时,Ni–P–PTFE复合镀层中会出现一定量的晶态Fe₃C和P₄S₃。相较于Ni–P合金镀层,Ni–P–PTFE复合镀层的腐蚀电位发生正移,腐蚀电流密度减小,阻抗增大,表明Ni–P–PTFE复合镀层的耐腐蚀性能优于Ni–P合金镀层。PTFE乳液添加量为0.2 mL/L时所得Ni–P–PTFE复合镀层的耐蚀性最好,这主要与此时镀层表面较为平整、致密性较好有关。     

2024铝合金直接化学镀镍工艺及镀层性能

以2024铝合金为基体，开发了环保的直接化学镀镍工艺。研究了前处理工艺、镀液pH和温度对化学镀镍的影响，得到较佳的工艺为：先采用10%(体积分数)盐酸+10 g/L Na₂Mo O₄溶液室温酸洗1～2 min，再采用10 g/L NaOH+25 g/L Na₂Mo O₄溶液室温活化5 min，最后采用由Ni SO₄·6H₂O 25 g/L、NaH₂PO₂·H₂O 30 g/L、Na₃C₆H₅O₇·2H₂O 15～20 g/L、丁二酸5～10 g/L和复合稳定剂3～5 mg/L组成的镀液在pH=4.4、温度为86℃的条件下化学镀Ni–P合金。在较佳条件下所得到的Ni–P合金镀层均匀致密，P质量分数为12.42%，为高磷非晶态合金镀层，结合力合格，显微硬度为498 HV，耐蚀性良好。     

TC4钛合金电镀镍工艺及镀层性能

介绍了一种TC4钛合金表面电镀镍工艺,该工艺流程简单,化学除油、酸洗、活化后直接电镀镍。采用本工艺可在TC4钛合金表面制得均匀、平整和结合力合格的镍镀层,提高了钛合金基体的显微硬度和耐磨性。     

一种ABS塑料非钯活化化学镀镍工艺研究

研究开发了一种在ABS塑料表面进行非钯活化的化学镀镍工艺,并对活化工艺条件进行了探究,得到最佳工艺条件。并通过结合力测定,显微微观形貌对镀层的结合力和形貌进行了表征。实验结果表明,采用最佳活化工艺活化后,ABS塑料能够进行施镀,且镀层完整,镍镀层呈现银白色,表面没有明显的缺陷,镀层与基底结合力良好,具有化学镀镍典型的花椰菜微观结构特征。说明该活化方式能够在一定范围内替代钯活化,降低成本。     

激光辅助对电沉积铁-镍合金组织结构和性能的影响

在激光辅助下在304不锈钢表面电沉积制备Fe–Ni合金。研究了激光频率和扫描线间距对镀层表面形貌、组织结构、显微硬度、耐腐蚀和拉伸性能的影响。结果表明,在激光辅助下电沉积所得合金镀层为面心立方的晶体结构,激光辅助能够细化镀层晶粒,促进铁沉积,提高镀层的显微硬度、耐蚀性和拉伸性能。随激光频率增大,Fe–Ni合金镀层的显微硬度、耐蚀性和拉伸性能均提高,高于2.0MHz时趋于稳定。随激光扫描线间距增大,Fe–Ni合金镀层的显微硬度先升后降,耐蚀性和拉伸性能先有改善后变差,30μm时镀层的性能最佳。     

稀土铈对高碳钢电机轴化学镀镍-磷合金耐磨性的影响

对高碳钢电机轴表面化学镀Ni–P合金,以提高其耐磨性。研究了稀土铈质量浓度对Ni–P合金镀层形貌、相结构、结合力和耐磨性的影响。结果表明：镀液中添加5～20 mg/L Ce⁴⁺能够提高镀层的致密性、平整性和结合力。Ce⁴⁺质量浓度为20 mg/L时,制备的Ni–P合金镀层结合力达56 N,耐磨性最佳。当Ce⁴⁺质量浓度过高(如50 mg/L)时,镀层的综合性能反而不如未加Ce⁴⁺时。     

电沉积铜–镍–锡–聚四氟乙烯复合镀层及其性能

针对Cu–Ni–Sn合金自润滑性能差的问题,向Cu–Ni–Sn合金镀液中加入聚四氟乙烯(PTFE)乳液,采用电沉积法在45钢表面制备了Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层。镀液组成和工艺条件为:氰化亚铜35 g/L,游离氰化钠10 g/L,锡酸钠10 g/L,氯化镍15 g/L,蛋氨酸20 g/L,甲基磺酸18 g/L,60%PTFE乳液5~15 m L/L,电流密度1 A/dm~2,温度50~60°C,pH 10,时间2 h。考察了镀液PTFE含量对镀层的耐磨性、显微硬度、结合力、PTFE含量以及外观的影响,表征了Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层的形貌、结构和成分。随着镀液PTFE含量的升高,镀层的耐磨性改善,但显微硬度和结合力下降,厚度和PTFE含量则先升后降。镀液中PTFE的最佳添加量为10 m L/L,此添加量下所得Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层的综合性能最佳。     

电刷镀镍–钨–二硫化钼复合镀层的组织和耐摩擦磨损性能

采用复合电刷镀工艺在2Cr13不锈钢基材上制备了Ni–W–纳米MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层微观形貌、显微硬度和耐摩擦磨损性能进行分析。结果表明:与Ni–W合金镀层相比,Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的表面更加平整、致密,显微硬度较低,耐摩擦磨损性能较优。随镀液中Mo S2纳米颗粒质量浓度的增大,复合镀层的摩擦因数小幅下降,磨损量先降后升。当镀液含20 g/L MoS_2时,所得Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的综合性能最优。     

激光诱导ABS塑料表面电磁屏蔽功能线路的制备

通过激光诱导化学镀技术实现了ABS塑料表面电磁屏蔽功能电子线路的制备。将10 g/L NiSO_4·6H_2O+40 g/L NaH_2PO_2·H_2O混合溶液涂覆于铜线路表面,利用激光雕刻机以0.1 mm的光斑直径和5 mm/s的扫描速率对预先用类似方法在ABS塑料上制备的铜线路镀层进行扫描活化,然后化学镀Ni–P–Cu合金。采用扫描电镜、能谱仪、法兰同轴测试系统、四探针测试仪和热循环试验对线路的表面形貌、组成、电磁屏蔽性能、电阻率和结合力进行表征。结果表明,活化后的线路表面附着一层20 nm左右的Ni微粒,所得Ni–P–Cu合金镀层的电磁屏蔽效能接近80 dB,屏蔽功能线路的电阻率为3.72×10~(-8)?·m,结合力良好。     

铝及其合金镀硬铬工艺

叙述了在铝及其合金化学镀镍—磷基础上电镀硬铬工艺所获得的镀层有更好的结合力,耐磨性及抗冲击性能。利用化学镀Ni—P合金层与铝基有较好结合力及Ni—P合金层均匀、无孔的特点,通过控制Ni—P合金层的厚度,可以在其上获得理想的电镀硬铬镀层。     

KH550自组装活化法对木棉纤维化学镀镍的影响

先对木棉纤维(KF)进行亲水处理,再用4%(质量分数)硅烷偶联剂KH550在亲水KF表面自组装成膜得到KH550/KF,经镍活化后再进行化学镀镍–磷,得到Ni–P/KH550/KF轻质复合导电纤维。采用红外全反射仪(ATR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析了不同处理阶段纤维表层的化学结构、相结构、形貌及组成元素。结果表明:KH550被成功接枝到亲水KF表面。与直接活化法化学镀所得Ni–P/KF纤维相比,KH550自组装化学镀工艺所得Ni–P/KH550/KF复合纤维表面的Ni–P镀层更致密,电导率为(390.92±10.31)S/cm,有效密度为(3.990 2±0.031 2)g/cm3。     

镁合金摩托车零部件的电镀实践

采用自主研发的预处理方法,制定了2种镁合金摩托车零件的电镀工艺.对于形状复杂的AZ91D零件(如发动机外壳),工艺流程为:机械抛光-除蜡-化学除油-CrO3+HNO3酸洗-氢氟酸活化-化学镀镍-电镀焦铜-Cu/Ni/Cr镀层.对于形状简单的AM60零件(如轮毂),工艺流程为:机械抛光-除蜡-化学除油--步酸洗活化-浸锌-预镀镍-电镀焦铜-Cu/Ni/Cr镀层.近2年的试验结果表明,所获得的镀层光亮,结合力好,耐蚀性高,可用于镁合金零件室外环境下的腐蚀防护.