槽形表面镀铬层的等离子弧强化

采用等离子弧工艺,对槽形表面结构进行强化处理,研究工艺参数对镀层结构和性能的影响,并分析了其界面强化机理.结果表明,等离子弧强化热输入量对镀层质量有明显的影响,热输入量过小难以实现镀层与基体的冶金结合,过大则引起"过加热",使镀层附近晶粒长大严重,降低镀层附近硬度及强化质量.采用合理的阴线、阳线、倒转侧面制定合理的强化工艺规范,可取得最佳强化效果.等离子束处理镀层界面成分变化分析结果表明,镀层中的Cr与基体Fe发生相互扩散,界面基体组织发生马氏体相变,使镀层与基体之间形成相变硬化层,达到冶金结合,改善了基体微观组织结构.     

热处理对直接镀Pd键合Cu线性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜、聚焦离子束、强度测试仪研究了键合Cu线无卤直接镀Pd工艺及镀Pd键合Cu线性能,分析了热处理温度对直接镀Pd键合Cu线钯层界面结合强度、镀Pd键合Cu线拉断力、伸长率及钯层厚度的影响。结果表明:无卤直接镀Pd工艺可获得镀层均匀的镀Pd键合Cu线;随热处理温度增加,钯层结合强度增加,热处理温度300℃时,镀层与基体结合强度较低;热处理温度450℃时,直接镀Pd键合Cu线钯层与基体Cu之间产生了Pd3Cu5金属间化合物,钯层与铜线基体结合强度较好;热处理温度450℃时,直接镀钯铜线具有优良的力学性能适当的钯层厚度,镀Pd键合Cu线拉断力为0.096 N,伸长率为14.3%,钯层厚度为78 nm;热处理温度500℃时镀Pd键合Cu线晶粒粗大,力学性能降低,拉断力为0.073 N,伸长率为11.6%。     

复合表面改性协同增强Ti合金高温微动疲劳抗力

研究了Ti811（Ti8A11MolV）钛合金表面离子束增强沉积（IBED）0Cr18Ni9膜层的膜基界面成分分布、膜基结合强度、膜层硬度和摩擦学行为。利用喷丸形变强化对IBED膜层进行后处理，拟达到联合提高钛合金高温微动疲劳抗力的目的。结果表明：离子束增强沉积技术可以获得致密度高，晶粒细化，孔隙率低，膜基结合强度高的0Cr18Ni9膜层，从而显著提高了钛合金表面硬度和耐磨性能；离子束增强沉积0Cr18Ni9膜层的耐磨性能与喷丸形变强化引入的表层残余压应力协同作用，使Ti811合金在350℃高温下的微动疲劳抗力显著提高，并且高于喷丸强化或IBED膜层的单独作用。     

Ag、Co、Cr元素对锡基巴氏合金显微组织及结合性能的影响

为解决巴氏合金承载能力低、与钢基体结合强度差等问题，采用感应熔炼工艺制备了SnSb12Cu7.5Ni0.9-x(Ag、Co、Cr)巴氏合金，研究了添加微量元素Ag、Co、Cr对巴氏合金SnSb12Cu7.5Ni0.9微观组织、界面形貌及结合强度的作用规律。结果表明，SnSb12Cu7.5Ni0.9合金中分别添加1%的Ag、Co、Cr元素后，组织中的方块状SnSb相细化且略有钝化，颗粒状η相（Cu6Sn5）相由细长条状逐渐转变为蠕虫状。巴氏合金/钢基体界面处存在一层相互连接的过渡层，添加1%Ag、Co、Cr后界面处过渡层厚度增加，组织均匀性得到改善，并提高了巴氏合金/钢基体结合强度，其中添加1%Co元素的结合强度最高，为51.9 MPa，较基体提高了13%。     

镀Cr层对低碳钢与CFRP接头力学性能的影响

以低碳钢与碳纤维增强树脂基复合材料CFRP激光连接接头为研究对象,采用表面电镀工艺在低碳钢表面镀Cr,分析了镀Cr层对低碳钢与CFRP接头剪切强度的影响。结果表明,镀Cr低碳钢与CFRP激光连接接头发生断裂的位置是CFRP内部,断裂后的CFRP依旧粘连着低碳钢基体,镀Cr层的存在明显提高了接头的剪切强度。     

预处理工艺对电镀制备的Cr涂层Zr-4合金的微结构和结合强度的影响

采用电镀技术在锆合金基体上成功制备出了优异微结构和高结合强度的Cr涂层。分析了不同预处理工艺制备的涂层表面和涂层与基体界面的微结构特征,并利用划痕法测试了涂层与基体的结合强度。结果表明:预处理工艺显著影响涂层粒径尺寸和界面微结构,采用活化处理和预镀镍可以获得平均粒径为0.52μm的致密Cr涂层。活化处理使Cr/Zr界面产生实质性的微观结合,尽管预镀镍层改善了界面微结构,但依然存在少许纳米尺度的微观缺陷。热处理使Ni和Zr原子相互扩散形成Ni_xZr_y金属间化合物的冶金结合的同时,最终消除了界面处的纳米级微观缺陷(如空洞、气泡、杂质与微裂纹等),从而制备出了具有Cr/Ni/Ni_xZr_y/Zr多层结构的Cr涂层Zr-4合金。Cr涂层与Ni层以晶格匹配的方式结合,Ni_xZr_y为多层结构,从Ni层到Zr-4基体依次为Ni_5Zr、Ni_7Zr_2、Ni_3Zr、Ni_(10)Zr_7、NiZr和NiZr_2相层。活化处理大幅度提升涂层与基体间的结合强度,界面结合强度由未活化的1.9 N提高到活化后的48.2 N,预镀镍进一步提高到75.8 N;而热处理形成的Ni_xZr_y为硬度较高的多层金属间化合物层,使结合强度略有降低。     

数控流镀镍磷合金的基础实验研究

在数控流镀试验装置上,采用直线刃阳极工具进行数控流镀斜面的工艺试验,用热震法测量界面结合强度;在正交实验的基础上,分析了流镀电压、阴阳极间隙、相对运动速度对镀层沉积速度的影响,获得优化了的工艺参数.     

无限冷激铸铁表面等离子束合金化强化研究

利用优化的等离子束工艺参数对无限冷激铸铁表面进行合金化强化处理,并经650℃高温回火处理,获得高硬度、耐磨的合金化层组织.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计对等离子束合金化层进行分析,并对摩擦磨损性能进行了分析.试验结果表明,合金化层与基体之间实现了冶金结合,并形成了以莱氏体、马氏体、碳化物为主的显微组织,合金化层的细晶强化和回火弥散析出强化等强化作用,使显微硬度高达1200 HV0.2,合金化加回火处理后的耐磨性相对于基体提高了大约2倍.     

Ni-Cr合金真空单层钎焊金刚石砂轮

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能 ,国内应及早研制开发应用此种砂轮。本文利用真空炉中钎焊的方法 ,用Ni Cr合金钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的高强度连接。扫描电镜X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的X射线结构分析 ,剖析了Ni Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了Ni Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中会在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削试验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落 ,说明金刚石确有高的把持强度     

深冷处理对GLC多层薄膜界面结构及结合强度的影响

为了研究深冷处理后GLC多层薄膜界面结构及结合强度的变化,采用非平衡直流磁控溅射技术,在W9高速钢上沉积了含GLC功能层、Cr/C梯度层及Cr底层的类石墨碳多层薄膜,厚度约为4μm。采用液氮(-197℃)对GLC/高速钢复合体系进行深冷处理,借助XPS、SEM及TEM表征了GLC薄膜的表面、断面结构及界面微观组织;采用洛氏硬度仪定性考察了薄膜的膜基结合强度。结果表明:复合体系经深冷处理后除基体的硬度及承载能力得以提高外,多层膜各层及基体中裂纹的萌生及传播受到抑制,界面结合强度明显增强。其作用机理在于深冷处理后,Cr底层的柱状晶结构被"打破",纤维状结构消除,组织更加致密均匀;同时,Cr/C梯度层中Cr晶粒碎化平均尺寸由20 nm减小为5 nm,达到细晶强化效果。因此,膜基及层间界面结构得以改善,界面失配减小,基体及多层膜各层间的变形协调性能增强。     

电接触强化对Ni/Cu复合镀层组织与性能的影响

利用电刷镀在铸铁表面制备了厚度在1 mm左右的Ni/Cu复合镀层,并对镀层进行了电接触强化试验。利用场发射电镜(FESEM)、维氏硬度计分析了电接触强化对镀层组织性能的影响。试验结果表明,电接触强化改善了镀层表面和内部质量,减少了镀层内部裂纹、孔洞等缺陷。同时,电接触强化使镀层和基体之间产生了部分镶嵌熔融。电接触强化改变了Ni层与Cu层的组织结构,使镀层组织更加致密紧实,Cu层和Ni层之间发生了塑性变形,产生了一定的镶嵌。强化后镀层表面及截面硬度都有所提升。镀层与基体之间形成的硬化层硬度远大于基体硬度,电接触强化提高了镀层与基体之间的结合力。     

Microstructure of electroplated hard chromium coatings after plasma nitrocarburizing

Plasma nitrocarburizing was carried out on the hard chromium coating deposited on SM45C mild carbon steel substrate by electroplating. After plasma nitrocarburizing at 720 °C for 20 h, a 6–7-μm-thick nitride layer consisting of CrN and Cr₂N was formed on the surface of Cr coating with the microhardness of about 950–1100 HV0.1. Due to the effect of annealing caused by plasma nitrocarburizing process at higher temperature and the Cr being a strong carbide-forming element, the carbon in steel substrate diffused outward into the Cr coating and reacted with Cr forming Cr carbide interface layer between the Cr electroplating and substrate. The nitrogen going into the microcracks and the volume increase accompanied by Cr nitride and carbide formation would cause the microcracks inherent to hard chromium plating disappear and improve its corrosion resistance. The microstructures of nitride and carbide layers were studied using X-ray diffraction and cross-sectional transmission electron microscopy.     

SEM-EDS Plane Scan and Line Scan Analysis of TiCN Coatings by Cathodic Arc Ion Plating

采用阴极弧离子镀在Cr12MoV冷作模具钢表面制备了TiCN涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了涂层表面化学元素的面分布和界面化学元素的线分布。讨论了涂层界面结合机理,用划痕法对结合强度进行了表征分析。结果表明,涂层主要是由TiN、TiC和C原子组成,其中TiN和TiC提高了涂层硬度,C原子改善了涂层摩擦润滑性能;涂层中N原子分数超过C原子分数,界面结合处发生了相互扩散,涂层中C原子扩散量最大,基体中Si原子扩散量最大,涂层与基体形成了冶金结合,利用划痕法测定TiCN涂层结合强度为79.6 N     

MAIP镀TiN工艺对膜基结合的影响

本文介绍了用多弧离子镀膜（MAIP）技术在高速钢基片表面镀TiN工艺。通过离子轰击清洁和加热后,工件施加高的偏压并同时打开弧源,在膜基界面形成Ti、N、Fe、W、Mo的交混层。这层伪扩散层的存在,提高了膜基结合强度,为该膜的应用奠定了良好的基础。     

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.     

ZChSnSb11-6在镀锡合金钢表面扩散连接分析

在原子扩散理论分析基础上,通过热浸镀锡作为扩散过渡层的方法制备了高强界面的ZChSnSb11-6/30CrMnSi复合材料.采用扫描电子显微镜（SEM）,能谱仪（EDS）表征了ZChSnSb11-6在热浸镀锌30CrMnSi钢表面形成的界面过渡区形貌及其元素分布,并对界面硬度和结合强度进行了表征.结果表明,通过热浸镀锡作为中间层的方法可以制备出巴氏合金/钢双金属复合材料;30CrMnSi钢基体与中间层金属锡形成一层互相扩散的过渡区,厚度随镀锡温度的升高而显著增加;过渡区硬度明显高于两侧基体;界面结合强度随镀锡温度的升高逐渐上升,在900℃时结合强度达到60.6 MPa.     

铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti－TiN涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀（ＰＥＭＳＩＰ），先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ。对膜层进行俄歇电子能谱（ＡＥＳ）分析和透射电镜（ＴＥＭ）分析。结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层；膜基界面处有ＦｅＴｉ相；中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

Properties of welded joints made of Weldox 1100 steel

This study evaluated both the joint strength of copper wire on a copper substrate with tin plating and the joint reliability of copper wire bonding after heat treatment. The suitable tin thickness and bonding conditions, which are stage temperature, wire bonding power and bonding time, were chosen by the peel test after copper wire bonding. Tin thickness of 10 m showed a high bonding rate under the conditions of stage temperature 373 K, bonding power 500–700 mW and bonding time 30 50 ms. Before heat treatment, the peel strength of the copper wire on the copper substrate with tin plating conditions was weaker than that of gold wire on a gold substrate. After heat treatment for more than 70 h at 298 K, the peel strength of the copper wire became higher than that of the gold wire and twice as high as the initial bonding strength. The tin layer remained between the copper wire and copper substrate before heat treatment. When the samples were held at 298 K, tin reacted with copper and turned into a Cu–Sn intermetallic compound. Upon completion of this reaction at 298 K for over 70 h, the soft tin layer between the copper wire and copper substrate disappeared. Therefore, the peel strength of copper wire after heat treatment increased. These results were observed by scanning electron microscope images of the interface between the copper wire and copper substrate before and after heat treatment.     

3Cr2W8V钢模具离子镀TiN

用多弧离子镀在３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热镦上沉积ＴｉＮ，测定涂层与基体的结合力，试验表明，ＴｉＮ涂层模具表层不出现热模具通常存在的低硬度层，ＴｉＮ涂层硬度高，摩擦系数小，与基体结构力强，抗热疲劳和热磨损性能好。