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。     

化学复合镀镍-磷-金刚石镀层性能的研究

研究了化学复合镀Ni—P-金刚石镀层的金相组织、显微硬度、结合力及耐磨性能。结果表明：采用合适的工艺条件，可获得金刚石微粒含量较高、微粒分布均匀的镀层，镀层硬度可达1850HV左右，且镀层与基体结合力良好、耐磨性比化学镀Ni—P镀层大大提高。     

光亮剂对ZL101铝合金表面化学镀镍磷合金层的影响

研究了在ZL101铝合金表面化学镀Ni-P合金层的结构、显微硬度和耐蚀性.化学沉积Ni-P合金层的主盐是硫酸镍,次亚磷酸钠为还原剂,柠檬酸钠为络合剂.测试了电解液中光亮剂含量对镀层晶体结构、显微硬度和耐蚀性的影响.XRD衍射图谱显示,在所有镀态下Ni-P合金层均为非晶结构,而经过一定温度的热处理后逐渐向晶态转变直至完全晶化.合金镀层的显微硬度值镀态时较低,约为436 HV,随着热处理温度的升高,在400 ℃完全晶化后镀层表面的显微硬度值达到最大,约为1 096 HV.在3.5 wt.% NaCl溶液中测定的动电位极化曲线显示,在铝合金表面化学镀Ni-P合金层具有较好的耐蚀性能.     

纳米ZrO2含量对Ni/ZrO2刷镀层组织和硬度的影响

采用电刷镀技术制备了Ni/ZrO2纳米复合刷镀层,对镀层的表面组织结构、显微硬度进行了观察、测定和分析.结果表明:当镀液中纳米ZrO2颗粒含量为20 g/L时,复合镀层的形貌最为平整致密,晶粒最为细小,硬度达到峰值(581.4 HV);随着热处理温度的升高,Ni/ZrO2纳米复合镀层的显微硬度呈现先升高后下降的趋势,在250℃时达到极大值(688.9 HV),表现出较好的耐高温软化性能.     

含纳米金刚石粉镍钴基复合镀层的研究

通过对爆轰制备的纳米金刚石粉进行去除杂质，亲水处理，制备出分散稳定的含纳米金刚石粉的镀液。利用这个镀液制备出含纳米金刚石粉的Ni—Co复合电镀层，并研究了镀液中分散不同含量纳米金刚石粉对制备镀层的表面形貌，晶粒尺寸的影响，镀液中纳米金刚石粉含量从2g／L增加到6g／L，镀层的晶粒尺寸减小近一半。纳米金刚石粉对晶粒的细化程度和镀层中含有的纳米金刚石粉的含量有很大关系。镀层的显微硬度与镀液中分散的纳米金刚石粉的含量并不成线性关系，镀层的显微硬度最大可达601．53HV。团聚的纳米金刚石粉导致镀层晶粒的异常长大。     

热处理对ZL102合金化学镀Ni-P-SiC镀层结构与性能的影响

采用直接化学复合镀法在ZL102合金表面制备了Ni-P-SiC复合镀层,经不同温度热处理后,利用XRD、DSC、扫描电镜等对复合镀层的结构和形貌进行了分析,并对镀层的结合力、显微硬度、耐蚀性及耐磨性等进行了测试。结果表明:镀态镀层由晶态相和非晶态相组成,热处理过程中非晶态相向晶态转化;镀层的显微硬度随热处理温度的升高呈先升后降的趋势,在400℃时达到最大值1395.28 HV;镀层经400℃×1 h热处理后,镀层中的镍和磷原子向铝基体中扩散,复合镀层与基体结合良好,耐磨性和耐蚀性较基体有很大程度的改善,但热处理后镀层的耐蚀性与镀态的相比有所降低。     

S135钻杆钢表面Fe-Ni-W合金镀工艺

利用正交试验,选择温度、主盐浓度等4个因素,通过极差分析,确定了S135钻杆钢电沉积Fe-Ni-W合金镀层的最佳制备工艺,研究了镀液pH值、电流密度以及柠檬酸钠对镀层的组分、显微硬度和沉积速率的影响。结果表明：在本试验的制备条件下,获得的合金镀层结构为非晶态;随着镀液PH升高,镀层显微硬度先增大后减小,沉积速率总体呈下降趋势;镀层沉积速率随电流密度增加也逐渐增大,当电流密度从6 A/dm2增大到15 A/dm2时,合金硬度增加趋势较大,从320 HV到540 HV;当增加镀液中的柠檬酸钠含量,铁和钨均呈现增加趋势,而镍含量却出现下降趋势,同时,镀层硬度先增大后减小,沉积速率逐渐减小。     

助镀剂对化学镀Ni-P-Al_2O_3表面性能的影响

采用化学复合镀技术在45钢表面制备Ni-P-Al_2O_3镀层。通过控制变量法,研究了基体粗糙度、助镀剂种类、氧化铝粒度及热处理对镀层性能的影响。结果表明,在四个粗糙度区间0.03～0.06、0.08～0.127、0.149～0.199、0.2～0.25内,0.03～0.06与0.2～0.25μm区间内,即粗糙度较大或较小时,镀层的硬度、耐磨性较好,硬度最高达523.67 HV,磨损量最低至0.0001 mm~3;在相同粗糙度下,草酸与柠檬酸混合溶液作为助镀剂时,镀层的硬度与耐磨性最好;添加Al_2O_3微粒可有效强化镀层的硬度和耐磨性,硬度最高可达609.81 HV;Al_2O_3粒子越小,镀层耐磨性越好;在一定范围内,粒子越小,镀层硬度越高,但粒度过小,将削弱硬度;400℃低温热处理后,可使镀层的硬度与耐磨性有突破性的增加,硬度最高可达832.47 HV。     

NiCl2 含量对电沉积 Ni-纳米 TiN 复合镀层过程的影响

目的针对氨基磺酸镍体系镀镍液,优化活化剂NiCl2的用量,提高Ni-纳米TiN复合镀层的性能。方法采用超声-脉冲电沉积工艺制备Ni-纳米Ti N复合镀层,研究NiCl2含量对镀液的电导率及复合镀层的厚度、显微硬度、表面微观形貌等的影响。结果镀液的电导率及复合镀层的厚度、显微硬度均随NiCl2含量的增加呈现先增大、后减小的变化趋势。当NiCl2的用量为30 g/L时,镀液的导电性能最佳,电导率值为61.3 m S/cm,复合镀层的厚度及显微硬度均达到最大值,分别为84μm和760HV,并且复合镀层表面平整光滑,晶粒尺寸最小。结论 NiCl2含量对镀液及复合镀层的性能有很大影响,适量的NiCl2可以防止阳极钝化,提高镀液的导电能力及沉积速率,使复合镀层的厚度增加,显微硬度提高,晶粒细化,微观形貌获得改善,性能提高。适宜的NiCl2用量为30 g/L。     

电刷镀工艺对 Ni-Mo 合金镀层表面形貌与硬度的影响

目的优化电刷镀制备Ni-Mo合金镀层工艺,并分析对镀层表面形貌和硬度的影响。方法改变电极相对速度和工作电压,获得不同电刷镀条件下的Ni-Mo合金镀层。采用金相显微镜观察镀层的表面形貌,采用显微硬度计测试镀层的显微硬度。结果最佳工艺为:工作电压14 V,电极相对速度11.3m/min。镀层光亮致密,显微硬度达到503.90HV。结论适当提高电极相对运动速度、工作电压,能有效改进Ni-Mo合金镀层的沉积速度、表面形貌及显微硬度。     

超厚功能性Ni-Fe合金镀层耐磨性研究

研究了不同铁含量的超厚功能性Ni-Fe合金镀层的显微硬度和摩擦学性能。试验结果表明，随着镀液中氯化亚铁含量的增加，镀层中铁含量显增加，镀层显微硬度随之增加；Ni-Fe合金镀层磨损量随负荷的增加而增大，磨损率随铁含量的增大而减小；当铁含量在12％－20％之间时，磨损率随镀层中铁含量的增加变化不大。     

脉冲电刷镀Ni-Co镀层及其硬度的研究

目的优选脉冲参数,获得具有较高显微硬度的电刷镀Ni-Co合金镀层。方法采用脉冲电源制备电刷镀Ni-Co合金镀层,以显微硬度为性能指标,对比考察CoSO_4浓度、电压、频率和占空比对Ni-Co合金镀层的影响,并研究了最优工艺参数下Ni-Co-MoS_2复合镀层硬度随MoS_2浓度的变化情况。结果电刷镀Ni-Co合金镀层的显微硬度随镀液中CoSO_4浓度的升高先增大后减小,当CoSO_4质量浓度为40 g/L时,镀层硬度达到最大值597.4HV。在4~12 V范围内,电压的增大以及占空比的减小,会使镀层硬度增大。随着频率的增大,镀层硬度呈增大趋势;频率达到1200 Hz后,镀层硬度轻微下降。加入一定量MoS_2,复合镀层硬度先增后减。结论在CoSO_4质量浓度为40 g/L、电压12 V、频率1000 Hz、占空比0.5的条件下,制备出的镀层硬度最大。与未加MoS_2的电刷镀Ni-Co镀层相比,Ni-Co-MoS_2复合镀层硬度有所下降;随着MoS_2浓度增加,复合镀层硬度先增大后减小,当MoS_2质量浓度为20 g/L时,复合镀层硬度达到最大值547HV。     

化学复合镀Ni-Mo-P/CeO2镀层结构与摩擦学性能研究

为研究CeO2稀土添加对Ni-Mo-P化学镀层结构及性能的影响,采用化学复合镀技术,在GH4169镍基高温合金表面制备Ni-Mo-P镀层、Ni-Mo-P/CeO2复合镀层,并对其进行400℃热处理。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）对镀层组织结构、元素组成、相结构进行分析。采用显微硬度计、纳米压痕仪、球-盘式摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪对镀层力学性能和摩擦学性能进行分析。结果表明:Ni-Mo-P镀层分布有典型的球状结构,为纳米晶和非晶混合的混晶态结构,结晶化程度只有16%。加入CeO2颗粒后Ni-Mo-P/CeO2复合镀层内分布有孔洞,镀层粗糙度增加,镀层结晶化程度提高至51%。400℃热处理后镀层内析出纳米晶Ni3P相,镀层结晶度增大,镀层内孔洞消失,组织致密度获得改善。添加CeO2颗粒使镀层的硬度有所降低,热处理可明显提高镀层的硬度;热处理后Ni-Mo-P镀层硬度从镀态的645HV上升至1378HV,Ni-Mo-P/CeO2复合镀层硬度由镀态的546HV提高至1141HV。400℃热处理可以明显提高镀层的耐磨性能;CeO2颗粒的添加提高了镀层的韧性,抑制了磨损过程中裂纹的产生,使得复合镀层具有优良的耐磨性能。     

稀土镧对电镀金刚石工具性能的影响

以普通亮镍镀液为基础,分别制备亮镍和镍镧镀层表面及截面试样,用显微硬度计观察表面、断面组织并测定硬度,随着镧含量的增加,镀层硬度发生变化,当LaC l3.7H2O达到5 g/L时,镀层硬度最高为475HV,比亮镍镀层高77HV。在万能外圆磨床上进行内圆磨削试验,计算金刚石工具的磨削比,比较了稀土改善亮镍镀层的能力,添加镧的亮镍镀层工具胎体耐磨性提高,因此工具的使用效率得到提高。研究结果表明,在镀液中添加稀土可以提高亮镍镀层的硬度和金刚石工具的磨削比。     

碘化钾对铝合金表面化学镀镍的影响

研究了碘化钾(KI)对LC4铝合金表面化学镀Ni-P合金层沉积速度的影响,采用金相显微镜、显微硬度计和交流阻抗等方法考察了碘化钾对Ni-P镀层形貌、显微硬度以及耐蚀性的影响.结果表明:KI使Ni-P合金镀层的沉积速度有所降低,使镀层表面缺陷数量减少,镀层致密性提高.随着镀液中KI含量的增加.镀层显微硬度逐渐降低,但都高于镀液中无KI时所得镀层的硬度.此外,KI也改善了镀层在w(NaCl)=3.5%溶液中的耐蚀性.镀液中KI的适宜含量为10～20 mg/L.     

热处理工艺对化学镀Ni-W-Mo-P四元合金性能的影响

利用显微硬度计、金相显微镜和电化学技术,以及浸泡腐蚀和磨损试验等方法.研究丁Ni-W-Mo-P四元合金镀层在加热过程中,引起的镀层结合力、孔隙率、硬度、耐磨性、耐蚀性、腐蚀电位和抗氧化等性能的变化。结果表明,400℃×1h热处理后,镀层的硬度最高(960HV),耐磨性最好,但是其耐蚀性较差。在200℃下热处理6h,镀层显微硬度显著增加,达1000HV。经400℃保温后,其抗氧化性优于未化学镀的45钢。     

Ni-P-SiC(纳米)复合镀层的滑动磨损特性

利用化学镀方法制备了Ni-P-SiC(纳米)复合镀层,研究了镀液中纳米SiC微粒含量对复合镀层硬度的影响,在MPX-2000型摩擦磨损试验机上进行了复合镀层与45钢配对的滑动磨损试验,用扫描电镜观察了磨损面的形貌.结果表明,镀层中纳米SiC微粒的存在使复合镀层的硬度显著提高,为1000～1100 HV0.025,退火处理后硬度可达到1650 HV0.025.200～400 N负荷下的摩擦系数基本保持稳定,而磨损质量损失随载荷的增加而小幅增加.与微米SiC复合镀层相比,纳米复合镀层的耐磨性也有明显改善,其磨损机理主要为轻微擦伤.     

滚动轴承钢上复合化学镀镍技术的研究

研究了滚动轴承钢表面复合化学镀镍工艺,利用SEM分析了纯镍镀层、复合镀层的表面显微组织和相结构;采用HXZ-100显微硬度计和LY71-XM-200型表面形貌测量仪测试了镀层的硬度、耐磨性能,分析了其磨损机理.结果表明:热处理前镀层的结构是胞状突起,硬度为430.6HV;经热处理后,镀层为单一的纳米金刚石镍复合膜,均匀致密,硬度达到1 807.0HV,耐磨性大大提高;镀层的耐磨性随镀液中金刚石粉含量的不同而发生变化;镀层在19.6N压力下研磨也不会发生脱落,表明其附着力极好,达到滚动轴承的表面性能要求.     

热处理温度对窄深槽类零件环保铬镀层组织与性能的影响

采用环保三价铬电镀工艺对窄深槽类零件进行电镀铬后,再对铬镀层进行不同温度(0~400 ℃)的热处理,研究热处理温度对窄深槽类零件环保铬镀层组织和性能的影响,并对热处理前后铬镀层的微观形貌、相结构、显微硬度、结合力和耐磨性进行了分析。结果表明:镀态镀层表面存在微裂纹,经热处理后微裂纹间隙扩大,并且随着温度的升高,镀层结构逐渐由非晶转变为晶态,显微硬度、结合力及耐磨性可得到一定程度的改善。经400 ℃热处理后铬镀层各项性能表现最佳,显微硬度为781 HV0.1,结合力超过40 N,磨损体积最小为0.0136 mm³。     

硫酸盐体系电沉积镍钨合金工艺研究

目的探究硫酸盐体系镀液中柠檬酸浓度、钨酸钠浓度及镀层热处理工艺,对镍钨合金镀层中钨含量、镀层硬度、镀层微观形貌和物相组成的影响。方法采用合金电沉积方法,以低碳钢为基体,在不同成分的镀液中制备了一定厚度的镍钨合金镀层,然后用不同的热处理工艺进行后处理。用扫描电镜(SEM)及其自带的EDS能谱观察镀层的微观形貌,检测镀层的钨含量。使用X射线衍射(XRD)分析镀层的物相组成、晶粒大小和晶格畸变情况。使用显微硬度计对合金镀层的硬度进行了测试。结果随着镀液中钨酸钠浓度的增大或者柠檬酸浓度的减小,镀层中的钨含量提高,晶粒尺寸减小,维氏硬度增大。热处理氛围对镀层硬度的影响不大,但会改变镀层微观形貌,镀层硬度随热处理温度先增大后减小,也随保温时间先增大后减小。结论当镀液中含有钨酸钠45 g/L,柠檬酸45 g/L,电镀完成后将镀层在400℃氩气保护下热处理1.5 h,得到的镀层是以镍为溶剂、钨为溶质的置换型固溶体Ni_(17)W_3,其具有表面平整、无裂纹,硬度达894HV0.1的优良性能。