镁合金磁控溅射镀铝耐蚀防护层研究

在AZ31镁合金表面进行了磁控溅射铝防护层的镀覆,并研究了镀层的成分分布、形貌、显微力学性能、防腐蚀性能及工艺条件对镀层的影响。结果表明：直径为1～2μm的细小晶粒均匀在镁合金基体表面沉积形成致密铝镀层,镀层和基体之间存在混融的过渡层;镀层表面粗糙度在2μm以下并与基体结合良好,其硬度、弹性模量等高于镁合金基体并具有一定韧性和弹塑性能;适当降低氩气压力,提高溅射电流,可改善镀层质量。镀层提高了镁合金基体的自腐蚀电位并降低了腐蚀电流,从而抑制了腐蚀倾向,但自腐蚀电位低于热喷涂铝电位且腐蚀电流高于微弧氧化处理电流。     

镁合金表面化学镀镍-磷合金稳定剂的选用

研究了KI、KIO3、PbAc2、KIO3+PbAc2和KIO3+硫脲五种稳定剂对镁合金表面化学镀镍-磷合金镀液的稳定性、镀层的表面形貌及性能的影响,并优选出适合于镁合金表面化学镀镍、磷合金镀层的最佳稳定剂。结果表明:随着稳定剂的加入,镀液的稳定性得到了改善,但不同种类稳定剂对镀液的稳定效果不同;二元复合稳定剂所得镀层的表面形貌、质量优于单一稳定剂的;根据镀层的性能,确定出KIO3+硫脲稳定剂是本试验条件下的最佳稳定剂。     

镁合金疲劳性能的研究现状及展望

简要叙述了镁合金疲劳性能的研究概况,详细介绍了镁合金疲劳裂纹萌生和扩展机理的主要研究成果,介绍了显微组织、合金元素、环境条件、表面状态、加载条件以及温度等内外部因素对其疲劳性能的影响规律,在分析目前镁合金疲劳性能研究的不足的基础上,对镁合金疲劳性能的研究方向进行了展望。     

表面镍磷、镍钴合金镀层提高铸铁齿轮接触疲劳强度研究

研究了HT200灰铸铁齿轮轮齿表面Ni～P和Ni—Co合金镀层的工作性能,采用电子显微镜、光学显微镜等对合金镀层进行了表面形貌、纵剖面界面组织、合金镀层成分,显微硬度等的分析,接触疲劳的试验结果表明能显著提高接触疲劳寿命。     

龟喷镀SiO2/PTFE-Ni复合镀层的性能

用高速电喷镀技术在钢基片上制得了含有纳米SiO2和聚四氟乙烯(PTFE)的镍基复合镀层;在镀液中加入适当的分数剂,用磁性搅拌机对镀液中的纳米颗粒进行分散,用扫描电镜观察镀层的表面形貌和显微组织;用销-盘对磨形式对镀层的滑动磨损性能及其在人造海水中的腐蚀速率进行了试验研究.结果表明:喷射速度越大,镀层越致密;Si02和眦可以提高镍镀层的致密性、细化镀层晶粒,显著提高镀层的耐磨性;同时含有两种颗粒的复合镀层的耐磨性比只含一种颗粒的耐磨性高;镀层中PTFE含量越高,其在人造海水中的耐腐蚀性能越好.     

电喷镀SiO_2/PTFE-Ni复合镀层的性能

用高速电喷镀技术在钢基片上制得了含有纳米SiO2和聚四氟乙烯(PTFE)的镍基复合镀层;在镀液中加入适当的分散剂,用磁性搅拌机对镀液中的纳米颗粒进行分散,用扫描电镜观察镀层的表面形貌和显微组织;用销-盘对磨形式对镀层的滑动磨损性能及其在人造海水中的腐蚀速率进行了试验研究。结果表明:喷射速度越大,镀层越致密;SiO2和PTFE可以提高镍镀层的致密性、细化镀层晶粒,显著提高镀层的耐磨性;同时含有两种颗粒的复合镀层的耐磨性比只含一种颗粒的耐磨性高;镀层中PTFE含量越高,其在人造海水中的耐腐蚀性能越好。     

镍-磷-三氧化二铝化学沉积非晶态复合镀层的显微组织和耐磨性的研究

为了进一步发挥化学沉积单一非晶态镀层的性能潜力,研究了化学沉积镍磷合金镀液中添加三氧化二铝微粒以获得镍-磷-三氧化二铝复合层的新工艺。对化学沉积复合镀层的显微组织结构、显微硬度、时效处理时的晶化与过饱和相的析出以及复合镀层的耐磨往进行了测试。结果表明,与单一非晶态镀层相比,复合镀层的显微硬度和耐磨性能均更为优异,是一种工艺成本低廉、操作控制简便的表面强化新途径。     

化学镀Ni-P-MoS2/Al2O3复合镀层制备及其性能

通过化学沉积法在MoS2颗粒表面形成一层氧化铝,采用化学复合镀覆的方法制备Ni-P-MoS2/Al2O3复合镀层。研究复合镀液中MoS2颗粒含量和搅拌速度对复合镀层显微硬度及摩擦磨损特性的影响,比较由MoS2改性方式和添加分散剂方式获得镀层的性能,分析复合镀层的横截面及表面形貌。结果表明:随着MoS2颗粒含量和搅拌速度增加,镀层显微硬度、摩擦因数、耐磨性均先减小后增大。与添加分散剂制备的Ni-P-MoS2复合镀层相比,改性颗粒获得的Ni-P-MoS2复合镀层的自润滑性、显微硬度、耐磨性均有所提高。     

电刷镀法制备钢基体超疏水表面的实验研究

采用复合电刷镀技术,在Q235钢表面制备了具有超疏水性能的n-SiO2/Ni纳米复合镀层,在优选的工艺参数下,获得了接触角为1698°、滚动角为23°的超疏水表面。研究了刷镀电压和刷镀时间对镀层表面结构和疏水性的影响规律;分析了复合镀层表面和截面的结构形貌特点;研究了电刷移动速度对复合镀层中n-SiO2含量的影响规律。对镀层的接触角、表面粗糙度和显微硬度进行了表征。结果表明：刷镀电压和刷镀时间是影响复合镀层表面微观结构特征的重要因素;复合镀层表面的微纳米双重结构对表面的超疏水性起到了关键的作用。     

Ni-P/SiC、Ni-P/WC纳米复合电刷镀镀层的组织与性能

利用电刷镀技术制备了Ni-P/SiC、Ni-P/WC纳米复合镀层;用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等分析了复合刷镀层表面形貌、微观组织结构、成分分布,并进行了硬度和耐磨性试验.结果表明:与传统镍磷镀层相比较,纳米颗粒的加入使复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度有较大程度的提高,耐磨性增强,其中Ni-P/WC镀层的性能优于Ni-P/SiC镀层.     

脉冲频率对激光熔覆层微观组织与性能的影响

激光熔覆层内粗大的晶粒与硬质析出相会对涂层耐腐蚀性能与耐冲击性能产生不利影响。采用脉冲激光熔覆技术研究了脉冲频率对涂层微观组织及性能的影响。利用扫描电镜形貌表征涂层微观组织,采用高速摄像机与数值仿真方法分析熔池形貌与温度变化;使用显微硬度计、磨损试验机、夏比冲击试验机及电化学腐蚀仪分别对涂层进行硬度、耐磨性、耐冲击性及耐腐蚀性测试。结果表明,涂层组织随脉冲频率的增大而粗化,同时,脉冲激光会使涂层内部析出相数量先减后增;涂层耐磨性随脉冲频率增大而降低,频率为20 Hz时涂层组织细化且存在细小硬质析出相,耐磨性最佳;涂层耐冲击性与耐腐蚀性随脉冲频率增大会先升后降,频率为80 Hz时涂层硬质相数量明显减少,此时具有最佳的耐冲击性与耐腐蚀性。     

高频感应熔覆NiTiFe合金涂层摩擦学性能研究

为增强金属材料表面的耐磨性能,采用高频感应熔覆技术,在HT300基底表面制备出NiTiFe合金涂层;利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计和X射线衍射仪(XRD)对NiTiFe合金涂层的微观组织、元素组成、硬度、相组成和与基底的结合情况进行表征与分析;通过摩擦磨损试验机对涂层的摩擦学性能进行测试,对其摩擦磨损机制进行分析。结果表明：涂层组织致密,无裂缝和空隙,成型质量良好,平均厚度达到0.7 mm,与HT300基底实现了冶金结合;涂层中主要包含Fe2Ti、Fe6.94Ti0.36和Ni3Fe三种相,Fe元素的加入使涂层的晶格发生畸变,硬度提高,平均硬度达到997.36HV,约为HT300基底平均硬度值的5倍。通过摩擦磨损试验发现,试验前期,NiTiFe合金涂层与对摩副之间的摩擦因数较低,维持在0.2左右,对摩副的失效导致摩擦副之间的接触形式发生改变,摩擦因数产生阶跃;随着载荷的增加,涂层上呈现的磨痕宽度在不断增加,对摩副由于磨损造成的材料去除后暴露出的面积也在不断增大。摩擦磨损试验后,NiTiFe合金涂层摩擦表面光滑平整,仅出现了轻微的磨粒磨损,磨损体积远小于对摩副...     

AZ31B镁合金表面激光合金化Al-SiC涂层制备及其性能研究

针对镁合金表面耐磨性差,采用预置粉末法对AZ31B表面进行激光合金化Al-SiC粉末实验。使用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、摩擦磨损试验机、显微硬度计对合金化涂层的微结构、相组成及性能进行了分析研究。结果表明,强化层与基体呈冶金结合、组织均匀致密;合金化层主要由Mg17Al12、SiC、Mg2Si、Al4C5、Al2O3等相组成。涂层的显微硬度、耐磨损性能都明显高于基体。     

TiN/Ti涂层在波箔轴承中的摩擦磨损性能

采用真空离子镀的方法在304不锈钢基体上喷涂厚度为3μm的TiN/Ti薄层,利用硬度计、三维形貌仪、划痕试验仪对涂层基本力学性能进行分析,通过球盘试验机分析涂层试样的摩擦磨损性能,根据波箔轴承性能测试实验台的测试结果:研究TiN/Ti涂层对基体表面耐磨减摩性能的影响。研究结果表明:TiN涂层硬度可达HV1500,是基材硬度的5.5倍;TiN/Ti涂层平均摩擦因数为0.23,相对不锈钢304基材的平均摩擦因数0.71,降低了68%,磨损量也仅为基材的18.75%;GCr15与PTFE对磨的最大摩擦力矩可达2.4 N·mm,而TiN/Ti与PTFE对磨的最大摩擦力矩仅为1 N·mm,仅为GCr15的41.7%。TiN/Ti涂层表现出了优异的承载能力和耐磨减摩性能。     

高抗裂耐磨堆焊焊条的研制

为开发高抗裂高耐磨的堆焊焊条,采用H08A焊芯,通过调整药皮中的组分,设计了4种碱性焊条,然后分别在Q235钢基体上进行堆焊,采用光谱仪、硬度计、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等对堆焊层的化学成分、硬度和显微组织进行了分析,并研究了堆焊层的耐磨性和抗裂性。结果表明:优化成分焊条的堆焊层组织为混合型马氏体+少量残余奥氏体+弥散分布的一次NbC-TiC颗粒,低碳马氏体和高碳马氏体数量相当,硬度为58.1 HRC;堆焊层具有高的抗裂性能,连续堆焊不产生宏观裂纹;堆焊层的耐磨性也较好,约为淬火态45钢的1.41倍。     

高速电弧喷涂Al-Ni-Mm-Co涂层在脂润滑下的摩擦磨损性能

针对铝合金硬度低、耐磨性差的问题,采用电弧喷涂分别在6061铝合金基体表面喷涂Al和Al-Ni-Mm-Co涂层,采用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分别对涂层硬度、涂层显微结构、涂层成分进行分析。采用球-盘式往复摩擦试验机考察涂层在脂润滑下的摩擦学性能,并对磨痕形貌和表面主要元素进行观察。结果表明,Al-Ni-Mm-Co涂层的减摩性和抗磨性能均优于6061铝合金和Al涂层,其优异的摩擦学性能归结为摩擦表面形成的Al2O3、NiO、CoO等氧化保护层,主要的磨损形式为疲劳磨损。     

激光熔覆Ni/TiC复合涂层组织与性能

采用激光熔覆技术在45钢样品表面制备了Ni/TiC复合涂层,利用光学显微镜、SEM,EDS,XRD、显微镜硬度计及摩擦磨损试验机等检测设备研究了Ni/TiC复合涂层的组织和性能。试验结果表明：Ni/TiC复合涂层没有出现裂纹、孔洞等缺陷,涂层与基体之间具有良好的冶金结合,涂层显微硬度沿层深皆呈明显的阶梯状分布,最外表面的熔覆层硬度最高,约为800 HV;熔覆试样的比磨损率比基体试样的比磨损率下降了86.5％,表明Ni/TiC复合涂层具有较好的耐磨性能。     

打壳锤头等离子堆焊镍基涂层组织和性能

采用等离子堆焊技术在打壳锤头基体Q235钢表面进行堆焊,堆焊材料选用分别含有50%WC、40%WC和30%WC+TiC的复合镍基粉末。借助金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪、摩擦磨损试验仪等仪器对所得各堆焊层的显微组织、化学成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性进行分析。试验结果表明,三种合金堆焊层显微组织均为γ-Ni固溶体和弥散分布的不同形态的硬质化合物相,如WC,(Ti,V)C等。三种合金堆焊层与基体界面处冶金结合良好,堆焊层稀释率低,且与基体Q235钢相比,耐电解腐蚀性显著提高。含有30%WC+TiC的镍基合金堆焊层与含有50%WC和40%WC的镍基合金堆焊层相比,具有更高的耐磨性和抗热腐蚀性。因而含有30%WC+TiC的镍基合金堆焊层综合性能最优,能够大幅度延长打壳锤头使用寿命,具有广泛的应用前景。     

铝合金气缸内表面摩擦涂覆处理工艺的研究

为了提高铝合金气缸的表面硬度及耐磨性能,改善其高温性能,本文利用涂覆材料经过摩擦作用发生塑化和塑性流动后形成改质层的原理,对铝合金气缸内表面的摩擦涂覆工艺进行了研究。研究结果表明,在铝合金气缸内表面采用Al-Si13%合金和Al-Cu35%合金作为改质材料经过摩擦涂覆处理后,可形成比较稳定的硬质膜,涂覆层的细化更加均匀,结合界面和气缸内表面的形状都非常圆滑,改善了气缸的耐磨性,有利于发动机的小型轻量化。     

Ni-Si3N4复合电镀工艺与耐磨性研究

研究了镀液Si3N4浓度，阴极电流密度、pH值、温度和搅拌方式等工艺参数对Ni—Si3N4复合镀层微粒含量和镀层硬度的影响，在盘销摩擦磨损实验机上对镀层进行了磨损实验。通过实验确定了Ni-Si3N4复合电镀的最佳工艺。结果表明：随着Si3N4共析量的增多复合镀层硬度提高，耐磨性增强；在浸油润滑的条件下，复合镀层的摩擦因数低于纯镍镀层，复合镀层的磨损量小于普通镀镍层。磨痕表面观察表明复合镀层的磨损以磨料磨损为主。