SiC纳米颗粒对脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积方法制备Ni-SiC复合镀层,研究SiC纳米颗粒对Ni-SiC复合镀层的表面形貌、组织成分、显微硬度、耐磨性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有SiC纳米颗粒的复合镀层比未含SiC的表面结构更紧致,镍晶粒更细小,且镀层中SiC纳米颗粒的质量分数达到最大,为5.79%。Ni-SiC复合镀层表面与内部的显微硬度差异较小,相较于金属基体,复合镀层的显微硬度均有较大的提高。当磨损时间为10 min时,未含SiC纳米颗粒的复合镀层磨损量最多,为3.12 mg。当SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ni-SiC复合镀层的平均显微硬度达到最大值,为600HV,磨损量达到最小值,为0.493 mg。Ni-SiC复合镀层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的极化曲线形状相似,都没有钝化区域。当添加SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ecorr向正移动达到最大值,为-0.441 V,Icorr达到最小值,为1.221×10-5A/cm2,表明Ni-SiC复合镀层的耐腐蚀性最好。     

电流密度对Ni-TiN镀层微观组织及性能的影响

在45钢表面脉冲电沉积Ni-TiN镀层。利用原子吸收分光光度计(AAS)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计研究电流密度对Ni-TiN镀层TiN粒子含量、微观组织及显微硬度的影响。结果表明:随着电流密度的增加,镀层中TiN粒子的含量先增大后减少;当电流密度为7 A/dm2,TiN粒子含量达到最大值,为9.89%;电流密度为5~7 A/dm2,随着电流密度的增加,Ni-TiN镀层表面颗粒逐渐细化。Ni-TiN镀层的显微硬度随着电流密度的增大先增加后降低,电流密度为7 A/dm2时显微硬度达到最大值,为844.5HV。     

脉冲电沉积工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层。利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌。结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响。当SiC质量浓度为8 g/L、电流密度为4 A/dm2、占空比为10%时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子。     

Effect of pulse electrodeposifion parameters on the performance of Ni-SiC composite coatings

采用脉冲电沉积的方法,在20钢表面制备Ni-SiC复合镀层.利用显微硬度计和摩擦磨损试验机研究工艺参数对Ni-SiC复合镀层性能的影响规律,利用扫描电镜观察Ni-SiC复合镀层的表面形貌.结果表明,SiC粒子浓度、阴极电流密度、占空比等工艺参数对Ni-SiC复合镀层的性能和表面形貌有很大影响.当SiC质量浓度为8g/L、电流密度为4A/dm2、占空比为10％时,Ni-SiC复合镀层表面的颗粒相对较小,致密性好,镀层中大量均布着小颗粒的SiC粒子.     

金属镍-碳化硅纳米复合电镀工艺研究

采用复合电镀技术在炭素结构钢板的表面上制备高硬度的Ni-SiC纳米复合镀层,研究镍-碳化硅纳米复合电镀的工艺条件。结果表明,当阴极电流密度为2.56A/dm2,镀液中纳米碳化硅粉的质量浓度为20g/L,镀液的pH值为5.0,温度为50℃时,镀层生长良好,均匀细致平滑,镀层的显微硬度可达到950HV0.2,远高于普通纯镍镀层的硬度。     

脉冲电镀Ni-SiC镀层及其表征

采用脉冲电镀的方法制得Ni-SiC镀层,研究电参数和热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度及结合力的影响。结果表明：在适宜的脉冲电流作用下,镀层组织得到进一步细化,镀层中的SiC颗粒含量增加,从而获得细密、平整的镀层;热处理温度对Ni-SiC镀层的显微硬度和结合力有较大影响,当热处理温度为300 ℃,脉冲电镀制备的3种镀层显微硬度达到最大值,分别为880HV,903HV,896HV;镀层的结合力达到最大值,分别为76,78,77 N。     

电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

采用微弧氧化技术在Al-Si合金表面制备氧化物陶瓷膜层,利用激光共聚焦显微镜、SEM、EDS、XRD、极化曲线等测试方法研究电流密度对Al-Si合金微弧氧化膜层的生长过程、微观结构、元素成分、相组成和耐蚀性的影响规律。结果表明:随电流密度的增大,起弧所需时间减短,膜层厚度和粗糙度均增加,膜层生长速率先增大后减小。电流密度较小时,氧化膜生成相为γ-Al_2O_3,当电流密度达到13.3 A/dm~2时,氧化物生成相出现α-Al_2O_3和莫来石相。当电流密度小于16.6 A/dm~2时,氧化膜的耐蚀性随电流密度增大而增强;当电流密度大于16.6 A/dm~2时,氧化膜耐蚀性能降低,相对于合金基体,氧化膜始钝电位降低,维钝电流密度降低两个数量级。     

热处理对Ni-SiC镀层表面形貌和性能的影响

采用直流电镀、脉冲电镀和超声波-脉冲电镀方法制备Ni-SiC镀层,研究热处理温度对Ni-SiC镀层表面形貌、显微硬度以及电化学腐蚀性能的影响。结果表明：经过200 ℃的热处理后,超声波-脉冲电镀法获得的镀层,其金属晶粒最细密,镀层表面更加光滑;热处理温度在300 ℃,直流电镀法、脉冲电镀法和超声波-脉冲电镀法制备的镀层显微硬度达到最大值,分别为884HV,902HV,915HV;超声波-脉冲电镀法制备的Ni-SiC镀层耐腐蚀性能最好,而直流电镀法制备的镀层耐腐蚀性能最差。     

多场耦合沉积Ni-TiN纳米镀层的制备及表征

采用超声波场、磁场及电场等多场耦合电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-TiN纳米镀层。使用扫描电子显微镜、高分辨率电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机研究Ni-TiN纳米镀层的表面形貌、显微组织、物相组成及耐磨性能。结果表明:当多场耦合工艺参数TiN纳米粒子的质量浓度为8 g/L、阴极电流密度为2.5 A/dm2、脉冲占空比为40%、超声波功率为200 W、磁场强度为0.8 T,Ni-TiN纳米镀层表面较为平整,TiN粒子在镀层中均匀分布,镍晶粒明显细化,镀层表面粗糙度Ra为24.645 nm;在此工艺参数下,Ni-TiN纳米镀层的摩擦因数值最小,为0.35,其磨损量达到最小值,为50.8 mg,说明该镀层具有良好的耐磨性能。     

辅助超声振荡电沉积Cu-SiC复合镀层的结构与性能

依托电沉积技术为主要工艺平台,辅助超声振荡搅拌措施,制备Cu-SiC复合镀层,并研究复合镀层的表面状况、显微结构、硬度及耐腐蚀性。结果表明:与常规Cu-SiC复合镀层相比,辅助超声振荡电沉积的Cu-SiC镀层表面粗糙度降低,择优取向面从(220)面转变为(111)面,硬度提高且耐腐蚀性增强;但对超声复合镀层而言,提高阴极电流密度可增大其表面粗糙度,弱化组织结构,从而降低硬度并削弱耐腐蚀性。     

基于RBF-BP算法的Ni-SiC镀层性能预测研究

采用磁场辅助喷射电沉积技术,在不同工艺条件下制备Ni-SiC复合镀层,通过构建4×4×4×7×10×1的RBF-BP复合神经网络模型预测Ni-SiC复合镀层耐蚀性.结果表明:RBF-BP复合神经网络的预测值与真实值拟合度为0.97497,高于单神经网络,表明复合神经网络能准确预测不同工艺参数下制备的Ni-SiC复合镀层耐蚀性.经复合神经网络预测,当电流密度为4 A/dm2、喷射速度为6 m/s、SiC粒子浓度为8 g/L、磁场强度为0.8 T时复合镀层腐蚀失重最低,复合镀层的耐蚀性最好.通过镀层表征研究分析可知,该条件下镀层晶粒显著细化,镀层表面较平滑,SiC纳米粒子复合量高且分布均匀.     

磁场强度对磁场-电沉积Ni-TiN镀层的影响

采用磁场-电沉积方法在40Cr表面制备Ni-TiN镀层,利用显微硬度计、扫描电镜、EDS能谱仪等仪器研究磁场强度对Ni-TiN镀层的显微硬度、表面形貌、TiN粒子复合量及镀液电流效率的影响。结果表明:当磁场强度为0.9 T时,镀层显微硬度达到最大值,为730HV;TiN粒子复合量的质量分数达到最大值,为3.6%;电流效率达到最小值,为73%。SEM分析表明,当磁场强度为0.5 T时,Ni-TiN镀层的晶粒尺寸较大,表面较粗糙;当磁场强度为0.9 T时,镀层表面较平整,晶粒显著细化。     

超声-电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及表征研究

通过超声-电沉积方法,在45钢基体表面制备Ni-TiN纳米镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度及电化学工作站对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微硬度以及耐腐蚀性能进行研究。结果表明:当超声波功率为200 W时,镀层表面颗粒组织进一步细化,且起伏较小,表面较为平整,其显微硬度达到最大值,为735.7HV;采用超声波功率为100 W和200 W制备的Ni-TiN纳米镀层,其腐蚀电流分别为1.549×10-4A/cm~2和6.368×10-5A/cm~2,TiN粒子平均粒径分别为83.1 nm和69.8 nm。     

射流电沉积Ni-SiC纳米镀层的腐蚀行为研究

为提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,采用射流电沉积方法,在Q235钢基体表面制备Ni-SiC纳米镀层。利用FLUENT软件仿真不同喷嘴直径对喷射镀液的速度和动能参数影响,采用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和电化学工作站对不同喷嘴直径下喷射电沉积制备Ni-SiC纳米镀层的表面形貌、显微组织、腐蚀行为进行研究。当喷嘴直径为8 mm时,喷射电沉积过程镀液的射流速度和动能较其他喷嘴直径下的大,最大射流速度和动能分别为113 m/s和543 J。此参数下制备的Ni-SiC纳米镀层具有致密、均匀的表面结构,大量SiC纳米颗粒嵌入Ni-SiC纳米镀层,Ni和SiC的平均粒径分别为342 nm和73 nm。结果表明:喷嘴直径对Ni-SiC纳米镀层的腐蚀性能影响较大;当喷嘴直径为8 mm时,Ni-SiC纳米镀层具有最佳的耐腐蚀性能。适宜的喷嘴直径,可提高镀液喷射速率和动能,从而提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,得到的Ni-SiC纳米镀层与其他镀层相比组织结构更致密、均匀。     

Ni/Ni-TiN双层复合镀层制备及性能研究

为改善金属材料的显微硬度、耐磨性及耐蚀性等,采用超声-脉冲电沉积方法在45钢表面分别制备Ni-TiN和Ni/Ni-TiN双层复合镀层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)以及电化学测试技术研究其表面形貌、组织成分和耐蚀性能。结果表明:与Ni-TiN镀层相比,Ni/Ni-TiN双层镀层胞状组织更加致密,晶胞间结合的更加紧密,孔隙更少,其孔隙密度可达到1.9个/cm2;Ni/Ni-TiN双层镀层的Ecorr向正偏移,达到最大值为-0.22 V,Icorr向负偏移,达到最小值为1.59×10-5A/cm2,表明Ni/Ni-TiN双层复合镀层有较好的耐蚀性;Ni/Ni-TiN双层镀层腐蚀初期,以均匀腐蚀为主,随腐蚀时间的延长,镀层腐蚀速率加快,由点蚀过渡到局部腐蚀状态;Ni/Ni-TiN双层镀层表面先出现腐蚀点,其直径不超过5.11μm。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN纳米复合镀层粒子复合量的影响

采用超声波辅助脉冲电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-Ti N纳米复合镀层,研究工艺参数对其粒子复合量的影响,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对镀层的显微组织结构进行测试。结果表明:随着镀液中Ti N粒子浓度、阴极电流密度、超声波功率的增加,Ni-Ti N纳米复合镀层中的Ti N粒子复合量均呈先增加后减小的趋势;当Ti N粒子浓度为30 g/L、阴极电流密度为4 A/dm2、超声波功率为200 W时,Ni-Ti N纳米复合镀层表面粗糙程度较小、晶粒较为细致、组织均匀度较好,且Ti N粒子复合量达到最大值,为4.5%。     

汽车传动部件用40Cr钢表面Ni-nanoSiC复合镀层的制备

采用电沉积方法在汽车传动部件用40Cr钢表面制备Ni-nanoSiC复合镀层。以复合镀层中SiC质量分数和复合镀层的硬度作为指标,通过正交实验优化施镀工艺参数,得到最佳施镀工艺参数:搅拌速度为300 r/min、镀液中SiC颗粒质量浓度为20 g/L、温度为50℃、阴极电流密度为14 A/dm2。结果表明:采用最佳施镀工艺参数制备的Ni-SiC复合镀层表面平整、组织致密,其磨损机制为轻度磨粒磨损,平均摩擦因数约为0.45,低于40Cr钢的0.6;磨损量约为6.27 mg,相比40Cr钢约降低25.6%。Ni-nanoSiC复合镀层能够提供有效的防护,改善和提高40Cr钢的抗磨损性能。     

基于RBF神经网络的Ni-TiN纳米镀层腐蚀速率预测研究

采用电沉积法在T8钢试样表面制备Ni-TiN纳米镀层,在正交试验基础上,通过RBF神经网络对Ni-TiN纳米镀层的腐蚀速率进行预测研究。利用原子力显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对镀层腐蚀前后的表面形貌及镀层物相组成进行分析。结果表明:当TiN粒子质量浓度为9 g/L、镀液温度为40℃、电流密度为0.6 A/dm~2时,RBF神经网络预测的腐蚀速率为3.152 mg/m~2·h,而实测值为3.163 mg/m~2·h,相对误差仅为0.35%;镀层表面较平整,颗粒较细小。腐蚀实验后,镀层的腐蚀坑较小且无明显腐蚀产物,耐腐蚀性能良好。     

40Cr钢化学镀Ni-W-P/PTFE自润滑镀层的耐磨性能

为改善40Cr钢的耐磨性,采用化学镀工艺在40Cr钢表面制备Ni-W-P/PTFE自润滑镀层.研究PTFE乳液含量对镀层中PTFE微粒含量及镀层厚度、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性的影响,分析了40Cr钢和镀层的磨损机制.结果表明:随PTFE乳液质量浓度从15 g/L增至75 g/L,镀层中PTFE微粒的质量分数从1.92％升至3.88％,镀层厚度和表面粗糙度相差不大,显微硬度总体下降,耐磨性改善.随PTFE乳液质量浓度从75 g/L增至105 g/L,镀层中PTFE微粒含量下降,镀层表面平整度变差,显微硬度降低,耐磨性下降.40Cr钢的磨损机制主要为磨粒磨损、轻度黏着磨损和较严重氧化磨损,而Ni-W-P/PTFE自润滑镀层的磨损机制主要为磨粒磨损和轻度氧化磨损.PTFE乳液质量浓度为75 g/L制备的Ni-W-P/PTFE自润滑镀层耐磨性优于其它Ni-W-P/PTFE自润滑镀层,可有效改善40Cr钢的耐磨性.     

电脉冲对GH4169超声滚压表面性能的影响

在GH4169超声滚压(USRP)处理中引入不同电流密度的高能电脉冲.用表面粗糙度仪、显微维氏硬度计、光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对USRP试样和电脉冲辅助超声滚压(EP-USRP)试样进行分析.结果表明:存在最佳均方根电流密度(0.66 A/mm2),EP-USRP试样比USRP试样轴向表面粗糙度大幅降低、表面质量明显改善、距离表面50μm处的显微维氏硬度提高13.6％.EP-USRP试样表面性能的优化与其强化层组织演变密切相关,在USRP中引入参数优化的电脉冲可促进GH4169塑性变形过程中位错提升和动态再结晶,EP-USRP能打破传统超声滚压加工的塑性变形极限,在材料表面制备出更深更细的超细晶层,从而改善GH4169表面性能.