纳米SiC/Ni复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了纯镍镀层和纳米SiC/Ni复合镀层,考察了电镀时间、SiC质量浓度、电流密度和镀液温度对复合镀层中纳米SiC含量的影响,表征了镀层的表面形貌和SiC纳米颗粒的尺寸;最后研究了镀层的摩擦磨损性能。结果表明:复合镀层中纳米SiC的含量随着电镀时间延长、电流密度增大、镀液温度升高以及SiC质量浓度的增大先升高后降低,且最佳工艺参数为电镀时间30min,SiC质量浓度20g·L-1,电流密度2A·dm-2,镀液温度60℃,镀液pH4.5,搅拌速度300r·min-1;与纯镍镀层相比,纳米SiC/Ni复合镀层的晶粒更细小,组织更致密,具有更好的摩擦磨损性能,摩擦因数降低了7%以上,磨损率降低了50%。     

TiN复合渗镀层摩擦磨损性能的研究

介绍了一种同时利用等离子尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术,在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN复合渗镀层新工艺技术。对TiN复合渗镀层、TiN复合渗镀层+TiN薄膜(PVD法)以及在碳钢基体表面直接沉积TiN薄膜(PVD法)这三种工艺试样的表面形貌、硬度、摩擦磨损进行了对比研究。结果表明TiN复合渗镀层+TiN薄膜,其表面形貌是较为均匀、致密、细小的胞状物组织,平均硬度达到2500HV左右,磨损曲线最平稳、平均摩擦系数最小,耐磨性比较好。复合渗镀层厚度可达十几微米以上,并且成分、硬度、结构均呈梯度分布,与基体是冶金结合,结合力非常好,所以其磨痕最浅。     

电流作用方式对纳米TiN/Ni复合镀层组织与力学性能的影响

采用添加了纳米TiN的氨基磺酸镍系镀液,利用超声电沉积方法在45钢基体上制备了纳米TiN/Ni复合镀层,对比研究了直流、单脉冲、正负脉冲等3种电流作用方式对镀层表面形貌、纳米TiN含量及分布、界面结合力、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与直流电沉积相比,脉冲电沉积镀层的晶粒细小、表面平整、表面裂纹少、界面结合力高,且正负脉冲电沉积的界面结合力高于单脉冲电沉积的;脉冲电沉积更易沉积纳米TiN粒子,且正负脉冲电沉积TiN的沉积速率大于单脉冲的;正负脉冲电沉积镀层的显微硬度最高,摩擦磨损性能最佳,直流电沉积的最差。     

电流密度对氨基磺酸盐镀液电沉积纳米TiN/Ni复合镀层性能的影响

以添加有纳米TiN颗粒的氨基磺酸盐镀液为基础镀液,采用超声-脉冲电沉积的方法在45钢表面制备了纳米TiN/Ni复合镀层,分析了电流密度对其微观形貌、显微硬度以及表面TiN含量及分布的影响。结果表明:当电流密度在2~5A·dm~(-2)时,复合镀层结构致密且厚度均匀,其厚度随电流密度的增大而增加;随着电流密度的增大,复合镀层表面晶粒先细化后长大,显微硬度先提高后降低,当电流密度为4A·dm~(-2)时,镀层表面平整,表面和截面硬度均达到最大,分别为677,763HV;复合镀层表面TiN的含量随电流密度的增大先增加后减少,当电流密度为4A·dm~(-2)时,其含量最高且分散均匀。     

纳米TiN提高金属陶瓷刀具耐磨损性能的机理研究

研究纳米TiN显著提高TiC基金属陶瓷刀具耐磨损性能的机理。结果表明 ,纳米TiN在晶界上的分布阻碍了TiC晶粒的长大 ,细化了金属陶瓷组织 ,提高了强度、硬度等力学性能 ,使金属陶瓷刀具的耐磨损性能提高。     

电刷镀镍/碳纳米管复合纳米镀层的结构与磨损性能

用含碳纳米管的快速镍电刷镀液制备了镍/碳纳米管复合纳米镀层,研究了热处理温度和镀液中碳纳米管含量对镀层平均晶粒尺寸、结构、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明,镀层的晶粒大小随热处理温度的升高是先降低而后增大的;同样碳纳米管的加入对镍刷镀层的平均晶粒尺寸和微结构有显著的影响。镀层的硬度和耐磨性与镀层的平均晶粒尺寸有非常好的对应关系。热处理和碳纳米管的强化作用可导致镀层晶粒细化和结构致密化,从而有效地改善了镀层的力学性能和耐磨性能。     

化学镀Ni—P合金复合SiS镀层的磨损性能

通过化学镀方法，在Ｎｉ－Ｐ合金镀液中复合ＳｉＣ微粒，形成Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层，研究了复合镀层的磨损性能。结果表明，ＳｉＣ微粒的复合，不改变Ｎｉ－Ｐ合金基质的组织结构，但影响其表明特性，提高硬度，显著地增加耐磨性，且随着热处理温度、时间的改变而变化，复合镀层经过４００℃×１ｈ处理后硬度达到最高，磨耗量最少，磨损程度轻微。     

金属陶瓷复合镀层的组织与滑动磨损性能研究

在镍磷合金基质镀层中,添加ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３粒子,可形成金属陶瓷复合镀层。研究结果表明,这种复合镀层的组织与滑动磨损性能随着ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３粒子的复合量增加其组织结构发生变化;复合镀层比镍磷镀层具有更高的耐磨性能,４００℃×１ｈ时效处理后,磨损性能最佳,且Ｎｉ（Ｐ）－ＳｉＣ复合镀层优于Ｎｉ（Ｐ）－Ａｌ２Ｏ３。     

镍基纳米复合电刷镀层的滑动磨损性能研究

用电刷镀技术制得了镍基 n-SiO_2复合镀层、镍基 n-SiC 复合镀层以及镍基镀层,并对镀层的滑动磨损性能进行了试验研究.纳米复合镀层的表面形貌比较细腻,镀层中纳米粒子分布均匀,与基质金属结合紧密.显微硬度高,可达到 HV692,比镍基镀层提高约50%.滑动磨损试验结果表明,纳米粒子的加入可以提高镀层的耐磨性.纳米复合镀层的磨损机制以疲劳磨损为主,而纯镍镀层以粘着磨损为主.     

脉冲电沉积Ni/纳米Al_2O_3复合镀层的组织结构与性能

采用脉冲电沉积方法制备Ni/纳米Al2O3复合镀层。利用扫描电镜(SEM)观察分析Ni/纳米Al2O3复合镀层的组织结构,对Ni/纳米Al2O3复合镀层的硬度、摩擦磨损性能和铝液在复合镀层表面的铺展性能进行测试。结果表明:复合镀层的硬度随镀液中Al2O3悬浮量的增加而升高;纳米Al2O3悬浮量为20g/L的Ni/纳米Al2O3复合镀层的摩擦因数为0.459;铝液在Ni/纳米Al2O3复合镀层表面的亲润性比淬火45#钢差,具有良好的耐铝液侵蚀性能。     

碳纳米管/铅锡合金复合镀层的摩擦磨损性能

在镀液中加入不同含量的碳纳米管,用复合电沉积工艺制备了碳纳米管/铅锡合金复合镀层,测试了其在不同载荷下的摩擦因数和磨损量,并对其磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:在相同条件下,碳纳米管/铅锡合金复合镀层的摩擦因数和磨损量均低于普通铅锡合金镀层的;当镀液中的碳纳米管含量为2 g·L~(-1)时,复合镀层的摩擦因数和磨损量最小;复合镀层的磨损机理为磨粒磨损,而不含碳纳米管的铅锡合金镀层的为粘着磨损。     

大气环境下Au/TiN复合薄膜的滑动摩擦磨损性能

以30CrMnSi钢为基体,用磁控溅射法制备出Au/TiN复合薄膜材料,研究了薄膜在大气环境中的滑动摩擦磨损性能。结果表明:该复合薄膜材料与9Cr18钢球构成的滑动摩擦副,在接触压力不大于1.0GPa条件下,摩擦系数小于0.15,摩擦次数超过3×105;在较宽的温度、湿度和磁场范围内,薄膜的摩擦磨损性能保持稳定。当接触压力增大至3.0GPa时,薄膜的摩擦系数增大,耐磨寿命减小。该薄膜可用于大气环境下长寿命低载荷精密摩擦副的润滑。     

超声电沉积镍/纳米碳化硅复合镀层组织结构研究

采用超声电沉积方法在20钢基体上制备了镍／纳米碳化硅的复合镀层。通过扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌和显微组织，用能谱仪(EDS)对镀层中特定区域进行了显微组织成分分析，使用X射线衍射仪检测了镀层的微观结构。结果表明：通过合适的超声电沉积工艺，得到的镀层中SiC纳米粒子含量较高，且分散均匀，没有出现团聚现象；同时镀层中的镍晶粒得到了细化，取向也由择尤取向趋于随机取向。     

纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能研究

研究了纳米TiN改性TiC金属陶瓷刀具（纳米改性金属陶瓷刀具，下同）与普通Ti（C，N）基金属陶瓷刀具及硬质合金刀具在切割正火态45钢时的磨损曲线及磨损机理。结果表明：纲米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具的效果明显；与硬质合金刀具相比，纳米改性金属陶瓷刀具优良的综合性能使其具有更同的耐磨性。刀具的失效形式主要是磨损及崩刃。     

ZrN/TiN复合涂层刀具的制备及其磨损性能研究

采用中频磁控溅射和电弧离子镀两种方法组合在硬质合金基体上沉积ZrN／TiN复合涂层，采用切削试验来研究ZrN／TiN涂层对硬质合金刀具切削性能的影响。结果表明：ZrN／TiN复合涂层提高了硬质合金刀具的硬度，涂层刀具的显微硬度受基体硬度的影响，基体YG6、YT14涂层后的显微硬度分别可达2300HV，2500HV；使涂层刀具切削力的降低了20％；提高了涂层刀具的耐磨损能力。     

超音速激光沉积镀铜CNTs/Cu复合涂层微观结构及耐磨损性能

采用超音速激光沉积技术(Supersonic laser deposition, SLD)在Cu基体上制备CNTs/Cu复合涂层以提高其耐磨损性能,利用化学镀对CNTs表面进行了表面镀铜处理,在CNTs表面获得了均匀分布的纳米Cu颗粒镀层。对复合涂层的截面形貌、微观结构、磨损性能及机制等进行了分析,结果表明,由于在冷喷涂(CS)过程中同步引入了激光辐照对Cu粘结相进行加热软化,SLD制备的CNTs/Cu复合涂层具有较高的沉积效率和致密性。得益于表面铜镀层的缓冲作用,CNTs在沉积过程中保持了其结构的完整性,在复合涂层中均匀分布且与Cu粘结相结合良好。表面镀铜CNTs的添加使复合涂层具有较低的摩擦因数、磨痕宽度和深度,呈现出较好的耐磨损性能。纯铜涂层的磨损机制为粘着磨损,而CNTs/Cu复合涂层则呈现出粘着磨损与磨粒磨损共存的机制。     

Ni-P-纳米Al_2O_3复合镀层的抗微动磨损性能

以纳米Al2O3为增强相,利用化学镀技术,制备了Ni-P-nanoAl2O3复合镀层,以球-面接触方式评价了复合镀层在300 μm振幅下的微动摩擦学行为,并与Ni-P二元镀层进行了性能对比.研究了不同载荷、频率下复合镀层的摩擦因数和磨损量.结果表明,Ni-P-nanoAl2O3复合镀层的摩擦因数比Ni-P二元镀层的高,相对Ni-P二元镀层而言,复合镀层的抗微动磨损能力得到了有效地提高,相对耐磨性最大达到2.24,其磨痕呈浅而窄的"W"型,在低载下的微动属于轻微的擦伤式磨损,高载下则转变为明显的磨粒磨损机制.     

铝合金表面Ni-SiC复合镀层的摩擦磨损性能

通过复合电沉积技术,在铝合金表面得到了不同SiC粒子含量的Ni-SiC复合镀层,研究了在干摩擦和液态石蜡润滑摩擦条件下载荷与SiC粒子体积分数对Ni-SiC复合镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明:无论在干摩擦或润滑摩擦条件下,加入SiC粒子后的复合镀层其耐磨性均优于纯镍镀层,并随载荷的提高耐磨性下降。在干摩擦条件下,镀层中的SiC粒子体积分数在5.8％时复合镀层耐磨性最好;在润滑摩擦条件下,随镀层中SiC粒子体积分数提高,复合镀层耐磨性均提高。     

化学镀Ni-P合金复合SiC镀层的磨损性能

通过化学镀方法,在Ni-P合金镀液中复合SiC微粒,形成Ni-P-SiC复合镀层,研究了复合镀层的磨损性能.结果表明,SiC微粒的复合,不改变Ni-P合金基质的组织结构,但影响其表面特性,提高硬度,显著地增加耐磨性,且随着热处理温度、时间的改变而变化,复合镀层经过400℃×1h处理后硬度达到最高,磨耗量最少,磨损程度轻微.     

TiC/TiN涂层钻头磨损性能的研究

用PVD工艺将TiN或TiC/TiN涂层涂复在高速钢钻头上,可延长钻头寿命,提高工件质量。试验结果表明,涂层钻头与无涂层钻头相比,寿命可提高10倍左右。利用扫描电子显微镜检验后发现,钻头的磨损性能与涂层厚度、涂层显微组织和基体硬度有关。