纳米金刚石/镍电刷镀复合镀层机械性能研究

本文对普通快速镍镀层和纳米金刚石/镍复合镀层的显微硬度和耐磨性进行了研究,分析了纳米颗粒含量、镀层厚度、加热温度等参数对纳米复合镀层显微硬度及摩擦性能的影响。结果表明:由于纳米金刚石的弥散强化作用,使得复合镀层的硬度和耐磨性大幅提高,摩擦系数明显降低。镀液中纳米金刚石含量约30g/L时,镀层硬度最高为650HV,经过300℃处理,硬度仍能保持在480HV之上。     

金属-纳米金刚石复合镀层的摩擦磨损性能

本文研究在正交优化工艺条件下获得的镍-钴-纳米金刚石复合电镀层的摩擦学性能，镀层致密无孔隙．讨论了纳米金刚石的加入对镀层组织的影响。结果表明，纳米金刚石的加入，使镍-钴合金层的组织细化，不加纳米金刚石的镀层晶粒尺寸约为0．5—0．6μm，加纳米金刚石的镀层晶粒尺寸约为0．1-0．2μm。镍钴合金镀层的摩擦系数为0．35左右，寿命在摩擦半径为14m时平均为0．022km。纳米金刚石复合镀层摩擦系数为0．3左右。镀层寿命在摩擦半径为14m时为0．15km。并使摩擦磨损性能显著提高。     

电镀镍-纳米金刚石复合镀层研究

本文采用电镀的方法获得了镍-纳米金刚石复合镀层，用间接法分析了镀层中纳米金刚石的含量，用TEM对纳米金刚石在镀层中的形态、分布情况及镀层结构进行了分析，并通过优化施镀温度、时间、电流密度及金刚石悬浮量等工艺参数，使镀层的性能获得改变。试验结果表明：镀液温度为60℃，电流密度为2A／dm^2的共沉积条件下，镀层的硬度、耐磨性高，镀层中纳米金刚石的沉积量也较高，纳米金刚石能够均匀分布在镀层中，特别是复合镀层耐磨性的改变具有重要的实际意义。     

含纳米金刚石的复合镍刷镀层的摩擦学特性

利用电刷镀技术将ＴＮＴ／ＲＤＸ（５０／５０）混合炸药爆炸后生成的爆炸黑粉（由超微细纳米金刚石，石墨及无定形碳等组成）与快速镍刷镀液混合制备了一种含纳米金刚石的镍盐复合镀层，并对其摩擦磨损性能及机械性能等进行了研究。结果表明，含纳米金刚石的镍基复合镀层其显微镜硬度比快速镍镀层的有明显提高，其耐磨性比快速镍刷镀层提高两倍，其摩擦系数降低了４０％，并且在试验范围内其减摩擦对磨性能随着的纳米金刚石含量增加     

化学复合镀镍-磷-金刚石镀速的研究

研究了在化学校镍磷合金镀液中加入金刚石微粒形成镍-磷-金刚石复合镀层的共沉积过程，分析镀液中各成分及操作条件对合金镀层沉积速度的影响，并对镀层的组织和性能进行了测试，结果表明：Ni—P—金刚石复合镀层镀速可达28μm/h，硬度可达HV0.11850左右。     

纳米颗粒复合刷镀层性能研究及其强化机制探讨

制备了分别含有氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化钛和金刚石5种不同纳米颗粒的复合刷镀层，测试了各复合刷镀层的硬度、耐磨性、抗接触疲劳性能及高温性能，并探讨了纳米颗粒复合刷镀层的强化机制。结果表明：纳米颗粒复合刷镀层的硬度是不含纳米颗粒的快速镍刷镀层的1．5～1．7倍、耐磨性是1．6～2．5倍，抗接触疲劳寿命提高到10^6周次、可服役温度提高到400℃；纳米颗粒复合刷镀层的强化机制主要为细晶强化、弥散强化和位错强化。     

纳米颗粒对镍刷镀层组织及性能的影响

应用纳米复合电刷镀技术制备了纳米氧化铝/镍复合镀层,采用透射电镜、XPS等现代分析技术和性能评价手段研究了纳米颗粒对镍刷镀层组织和性能的影响.结果表明:纳米颗粒在复合刷镀层中弥散分布、粒度均匀,与基质镍金属以化学键结合;纳米颗粒增加了基质金属的成核率,细化了镀层组织,显著提高了刷镀层的硬度和耐磨性.与镍金属刷镀层相比,复合刷镀层硬度和耐磨性分别提高0.5倍和1.5倍以上.复合刷镀层的组织特征合理地解释了纳米颗粒对其性能影响的机理.     

电沉积纳米镍-钴合金在金刚石工具制备中的应用研究

采用纳米镍-钴镀层制备电镀金刚石工具以期提高工具的性能。通过考察脉冲参数、细化添加剂、硫酸钴对镀层显微硬度的影响,得出结论:细化添加剂、硫酸钴都能细化晶粒,两者有竞争关系;改变峰值电流密度和开通时间可以细化晶粒,脉冲周期过短会造成晶粒粗化。镀层中钴的质量分数为9%,表面较光整,平均晶粒尺寸在14nm左右,显微硬度达到609HV。确定了制造金刚石工具最佳的电镀工艺参数,由其制得的工具平均寿命比纳米镍镀层材料工具高16%。     

镍磷复合镀层的组织与磨损性能

本文研究了化学镀镍磷合金复合碳化硅镀层的组织与磨损性能及机理。在镍磷合金化学镀液中,加入碳化硅粒子(3～5μm),形成复合镀层,且碳化硅粒子与镍磷基质机械结合,复合镀层保持镍磷合金的组织结构。复合镀层表现出更高的硬度,具有良好的耐磨性,随硬度的提高,耐磨性增加;在滑动磨损条件下,碳化硅粒子起抗磨作用,复合镀层抗磨粒磨损性能好。     

纳米金刚石复合镀铬层的摩擦学性能

利用复合电镀的方法在45钢表面镀覆纳米金刚石复合镀铬层。利用扫描电镜X射线衍射仪分析了镀层的形貌和组织结构；利用MHK－500型油润滑摩擦磨损试验机测定了镀层的摩擦学性能。结果表明，镀层主要由α-Cr组成；纳米金刚石粉的加入提高了镀层的硬度和耐磨性，镀层厚度为27μm时耐磨性最佳。     

纳米金刚石粒径对Ni-P化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响

为提高化学镀镀层的耐磨性和耐腐蚀性,采用化学镀制备含不同粒径的纳米金刚石Ni-P-D复合镀层,通过SEM、XRD、摩擦磨损试验、磨粒磨损试验和电化学试验,探究纳米金刚石粒径对Ni-P镀层微观形貌、力学性能、摩擦磨损性能、磨粒磨损性能和耐腐蚀性能的影响。经化学复合镀可以得到与基体结合良好,厚度约为30 μm,含纳米金刚石的Ni-P-D复合镀层;含50 nm 金刚石的Ni-P-D复合镀层的硬度最高,抗摩擦磨损和磨粒磨损性能最好;随着纳米金刚石粒径减小,Ni-P-D复合镀层的摩擦系数和抗腐蚀能力提高,含5 nm金刚石的Ni-P-D复合镀层的摩擦系数最小,抗腐蚀能力最强。      

石墨烯颗粒对Ni-Co-石墨烯复合镀层的表面性能影响

为了得到性能更加优异全面的复合镀层,使用复合电沉积技术制备不同石墨烯颗粒大小的Ni-Co-石墨烯复合镀层,并制备了Ni-Co合金镀层。测试镀层的表面形貌,相结构,显微硬度,耐磨性和耐蚀性能。结果显示,石墨烯在电沉积中很好的嵌入到了镀层基质中,而且石墨烯的存在并没有改变镀层基质的晶体结构;石墨烯的填加增加了复合镀层的显微硬度,最高可达805HV;降低了复合镀层的摩擦系数,在一定程度上减少了粘着磨损的面积;复合镀层的自腐蚀电流密度可以降低到1.0905×10-5A/cm2,低于Ni-Co合金镀层的自腐蚀电流密度。说明了石墨烯的添加增强了复合镀层的硬度,耐磨性和耐蚀性。     

铬锆铜表面等离子喷涂Cr3C2p/NiCr涂层的组织与性能

采用等离子喷涂技术在铬锆铜(CrZrCu)基体表面制备了Cr3C2 p/NiCr涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等仪器研究了涂层的显微组织及结构,采用磨粒磨损试验机对Cr3C2 p/NiCr涂层与电镀NiCo层的磨损性能进行了测试比较。结果表明:涂层组织呈片层状结构,在NiCr合金片层上分布着未熔的Cr3C2和Cr7C3、Cr2Ni3、CrNi析出相。与电镀Ni-Co镀层相比,Cr3C2 p/NiCr涂层具有较高的硬度和耐磨粒磨损性能,其磨损量仅为电镀层的35%。     

加入纳米金刚石对铜基体上 Ni-P 化学镀层性能的影响

为增强化学镀Ni-P镀层的性能,以纯铜为基体,在镀液中加入纳米金刚石,共沉积Ni-P/纳米金刚石复合镀层,研究了纳米金刚石的加入对镀层性能的影响。结果表明:纳米金刚石质量浓度为12 g/L时,获得的镀层质量较好;纳米金刚石的加入大大提高了镀层的摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

Al2O3对电沉积Ni-Co／AlO3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni—Co／Al2O3复合镀层，并研究了Al2O3对电沉积Ni—Co／Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明：在本试验范围内，镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni-Co/Al2O3复合镀层,并研究了Al2O3对电沉积Ni-Co/Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明:在本试验范围内,镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

SiC颗粒尺寸对镍基复合镀层耐磨性和耐蚀性的影响

在正交实验基础上,对比研究微米SiC(平均粒径1.5 μm)和纳米SiC(平均粒径20 nm)增强复合镍基镀层的摩擦磨损行为和耐腐蚀性能.通过TEM、SEM、EDX和XRD等手段研究颗粒分散状态以及复合镀层的表面和截面形貌、成分及相结构.采用球-盘滑动摩擦磨损试验机研究复合镀层的耐磨性.电化学阻抗谱测量在3.5%的NaCl水溶液中进行.结果表明:微米级颗粒增强复合镀层可以获得更高的表面硬度,两种增强复合镀层具有相似的摩擦磨损行为.电化学阻抗谱分析表明:SiC颗粒的加入可以提高镀层的耐腐蚀性,且纳米颗粒复合镀层具有更好的耐蚀性.     

2024铝合金微弧氧化/TiC复合膜的制备及耐磨性能

在含有TiC微粒的硅酸盐体系电解液中对2024铝合金进行微弧氧化处理,制备含有TiC成分的复合陶瓷膜。利用SEM、EDS、XRD观察分析复合陶瓷膜的微观形貌、膜层中主要成分沿截面方向的分布及膜层的相结构,用纳米压痕硬度仪、激光共聚焦显微镜、摩擦磨损试验机测量复合陶瓷膜的硬度、表面粗糙度及摩擦系数。观察磨痕形貌,采用激光共聚焦显微镜测量磨痕体积,评估磨损率。结果表明:与不含TiC微粒的电解液中制备的微弧氧化膜相比,复合陶瓷膜的硬度更高、摩擦系数更小、磨损率更低,复合陶瓷膜的磨损率仅为微弧氧化膜的1/12,耐磨性更好。     

Selection criteria for wear resistant powder coatings under extreme erosive wear conditions

Wear-resistant thermal spray coatings for sliding wear are hard but brittle (such as carbide and oxide based coatings), which makes them useless under impact loading conditions and sensitive to fatigue. Under extreme conditions of erosive wear (impact loading, high hardness of abrasives, and high velocity of abradant particles), composite coatings ensure optimal properties of hardness and toughness. The article describes tungsten carbide-cobalt (WC-Co) systems and self-fluxing alloys, containing tungsten carbide based hardmetal particles [NiCrSiB-(WC-Co)] deposited by the detonation gun, continuous detonation spraying, and spray fusion processes. Different powder compositions and processes were studied, and the effect of the coating structure and wear parameters on the wear resistance of coatings are evaluated. The dependence of the wear resistance of sprayed and fused coatings on their hardness is discussed, and hardness criteria for coating selection are proposed. The so-called “double cemented” structure of WC-Co based hardmetal or metal matrix composite coatings, as compared with a simple cobalt matrix containing particles of WC, was found optimal. Structural criteria for coating selection are provided. To assist the end user in selecting an optimal deposition method and materials, coating selection diagrams of wear resistance versus hardness are given. This paper also discusses the cost-effectiveness of coatings in the application areas that are more sensitive to cost, and composite coatings based on recycled materials are offered.