镍-磷-氧化铝复合化学镀层的耐磨性研究

将微粒三氧化二铝与镍-磷化学镀液复合,使三氧化二铝微粒均匀地弥散分布于镍-磷基体中,以提高镀层的耐磨性.着重研究了复合化学镀工艺条件和镀后热处理温度对Ni-P-Al2O3复合镀层耐磨性的影响.试验结果表明:施镀工艺对镀速、三氧化二铝在镀层中的分布有影响,镀后热处理可提高镀层硬度.在pH=5.4、施镀温度为90±2℃、α-Al2O3微粒加入量为5g/L、搅拌速度为400r/min的条件下所得复合镀层加热到400℃、保温1 h后,镀层耐磨性最佳.在相同的磨损条件下,复合镀层的耐磨性比Ni-P镀层提高6～7倍,比45钢淬火态提高30多倍.     

电刷镀Ni-P／纳米WC复合镀层工艺及性能研究

为了改善电刷镀Ni-P镀层的硬度和耐磨性,通过在电刷镀Ni-P镀液中加入纳米WC微粒制备Ni-P/纳米WC复合镀层,研究了镀液中纳米WC含量与镀层中纳米WC含量的关系;测定了不同WC含量对镀层硬度和镀层结构的影响.考察了试样在1 mol/L H2SO4,1 moL/L HCl及3%NaCl介质中的耐蚀性.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了Ni-P/纳米WC镀层的性能.结果表明,Ni-P/纳米WC电刷镀复合镀层耐蚀性能与原电刷镀Ni-P镀层相当,耐磨性优于电刷镀Ni-P镀层.镀液含25 g/L纳米WC时,电刷镀复合镀层的显微硬度为918 HV.     

化学镀Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构及性能研究

通过化学复合镀工艺制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层.利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合镀层的表面形貌及结构进行了测试,研究了纳米Al2O3添加剂、Al2O3复合量质量分数、热处理等工艺条件对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层结构与性能的影响.结果表明,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度和耐磨性高于Ni-P合金镀层,而且随着Al2O3复合量的增大镀层硬度和耐磨性增加.当纳米Al2O3复合量质量分数为10.1%时,Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的硬度较Ni-P合金镀层增大28%,磨损失重减少20%以上.400℃热处理后,复合镀层结构由非晶态转变为晶态,镀层硬度由570 HV增大到1 185 HV,耐磨性也进一步提高.     

脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的性能

Ni-P/纳米Al2O3复合镀层具有良好的耐磨、耐腐蚀性能,但有关脉冲电沉积Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的报道较少.采用脉冲电沉积方法制备了Ni-P/纳米Al2O3复合镀层,研究了复合镀层的表面形貌、结构及其在5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并对300,400,500℃热处理后的复合镀层的显微硬度进行了测试.结果表明:Ni-P/纳米Al2O3复合镀层的耐蚀性优于1Cr18Ni9Ti不锈钢,但比Ni-P合金镀层差;随镀液中纳米Al2O3浓度增大,复合镀层的显微硬度提高,镀液中纳米Al2O3浓度为25.0 g/L时制得的复合镀层的硬度为685.5 HV;Ni-P/纳米Al2O3复合镀层经400℃热处理后硬度最高.     

纳米Al_2O_3-Ni-P化学复合镀层的制备及其摩擦学性能

为了获得摩擦学性能优良的镀层,在20#钢基材上实施了纳米Al_2O_3-Ni-P化学复合镀,采用正交试验法优选了镀液配方,研究了镀液中纳米Al_2O_3含量、镀液温度对复合镀层显微硬度、摩擦和磨损性能的影响,用扫描电子显微镜对复合镀层表面形貌进行观察。结果表明,镀液中纳米Al_2O_3含量是影响复合镀层硬度和耐磨性能最主要因素。纳米Al_2O_3能有效改善Ni-P合金镀层结构,在镀层中分布较均匀,使复合镀层硬度和耐磨性能明显提高。当纳米Al_2O_3含量为6 g/L时,纳米粒子在复合镀层中分布致密、均匀,复合镀层硬度和耐磨性最佳,与基材20#钢结合性较好。镀液温度对复合镀层硬度和耐磨性能有一定影响,最佳镀液温度为85℃,此时复合镀层硬度和耐磨性较好。     

乳酸-苹果酸体系化学镀Ni-P合金复合稳定剂的研究

为提高化学镀镍磷合金镀液的使用寿命,研究了乳酸-苹果酸为主配位剂的化学镀Ni-P体系中KI、α-α′联吡啶、含硫有机物等稳定剂对镀液稳定性、镀速、镀层性能的影响.通过正交试验研究了稳定剂彼此复配后形成的复合稳定剂的协同效果,得到了一种稳定性高、镀层综合性能好、镀速适中、镀层孔隙率低、镀态硬度高的复合稳定剂.试验结果表明:使用该稳定剂时,镀液沉积速度保持16～17μm/h,PdCl2催化试验达6 h不变色,镀层孔隙率为0.33个/cm2,镀态硬度达600HV以上,镀液使用寿命达9～1O周期,各项性能指标均能满足工业应用要求.     

电沉积Ni-P非晶纳米SiC复合镀层的工艺研究

为了提高非晶镀层的硬度,在Ni-P镀液中加入高硬度、高耐磨性的纳米微粒SiC,采用电沉积方法制备了Ni-P非晶纳米SiC复合镀层.研究了工艺温度、电流密度和镀液中SiC浓度对非晶纳米复合镀层中P含量和SiC纳米颗粒分布的影响,并用扫描电镜对镀层表面进行了观察,通过纳米显微力学探针测量了镀层硬度.结果表明:随电流密度增大和镀液中SiC含量的增加,镀层中纳米SiC的复合量增加;镀液温度在60℃时,镀层中SiC含量最大,复合镀层的硬度显著提高,可达到7.4 GPa,比普通的Ni-P非晶镀层大为提高.     

电刷镀纳米Ni-P-SiC复合镀层性能的研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC/ Ni-P复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度、耐磨性的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制及Ni-P晶化过程中的强化作用.结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能.在Ni-P合金镀液中适量添加纳米SiC微粒(7～10 g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,同时在Ni-P晶化过程中还能在细化晶粒中起到再强化作用.不仅能使镀层硬度提高1.5～1.8倍,还能提高其耐磨性.     

工艺参数对超声波辅助化学沉积Ni-P-Al_2O_3复合镀层的影响

为改善不锈钢的表面综合性能,采用超声波辅助化学沉积技术在304不锈钢基体表面成功制备Ni-P-Al2O3复合镀层,利用电子分析天平、显微硬度计以及X射线衍射仪对Ni-P-Al2O3镀层的镀速、显微硬度及组分进行研究。结果表明,当Al2O3悬浮量为2g/L时,镀层的镀速和显微硬度分别为8.7μm/h和760 Hv。镀液温度保持在85℃时,Ni-P-Al2O3镀层的镀速和显微硬度分别为8.4μm/h和747 Hv。在Ni-PAl2O3镀层中存在Ni、Ni3P和Al2O3三相。     

n-Al2O3P/Ni复合刷镀层的组织和摩擦磨损特性

研究了镍基纳米Al2O3复合电刷镀层（n-Al2O3^p/Ni）的组织特征及擦磨损特性，并与快镍刷镀（Ni)进行了比较。结果表明：n-Al2O3^p/Ni复合刷镀层表面粗糙度更小，组织更致密，镀层摩擦系数随镀液中纳米粒子含量增加稍有增大；n-Al2O3在复合刷镀层中弥散分布，与基相良好结合；复合镀的耐磨性能明显优于Ni刷镀层，镀液中n-Al2O3含量为20g/L时，复合刷镀层具有最佳耐磨性能。     

Ni-α-Al2O3纳米复合电镀工艺的优选及镀层的硬度和耐蚀性

为了提高Ni-Al2O3纳米复合电镀层的硬度和耐蚀性,以正交试验对镀液温度、电流密度、α-Al2O3纳米粒子质量浓度等因素进行了优选,采用扫描电镜、能谱仪、硬度仪及电化学工作站分别研究了镀层的微观形貌、能谱、硬度和耐蚀性。获得了最优工艺条件:镀液温度65℃,阴极电流密度2 A/dm2,Al2O3加入量为10g/L;在此工艺条件下所得Ni-α-Al2O3纳米复合镀层晶粒细小、表面平整、光滑,显微组织致密、均匀,镀层的硬度及耐蚀性比纯镍镀层均有显著提高。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合层的微观结构及性能

为了改善纳米复合镀层的物理、力学性能,以电泳-电沉积工艺制备了具有较高纳米Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层.用SEM、TEM、显微硬度计等对复合镀层的表面微观形貌、显微硬度以及耐磨性能进行了分析;探讨了电泳液中α-Al2O3微粒浓度、电沉积电流密度对复合镀层表面微观形貌、显微硬度及其与基体的结合力的影响.结果表明:α-Al2O3纳米粒子弥散分布于镀层之中,并对基质金属晶粒产生细化作用;电泳液中α-Al2O3微粒浓度对复合镀层表面微观形貌影响较大,电沉积电流密度对微观形貌无明显影响;随着电泳液微粒浓度和电沉积电流密度的增大,复合镀层显微硬度均呈下降趋势,在电泳液微粒浓度8 g/L,电沉积电流密度0.5A/dm2时,复合镀层具有最大显微硬度442 HV,较纯镍镀层有明显提高.镀层中微粒体积分数约为30％时,镀层的耐磨性能及与基体的结合性能最为优异.     

莫来石粉末化学镀镍和涂层的高温摩擦学性能

先进行正交试验优化镀液的工艺参数,然后用化学镀对莫来石粉末进行表面包覆并对包覆粉末进行850℃热处理,用等离子喷涂技术在304不锈钢表面分别制备莫来石涂层和包覆粉末涂层。用附带能谱的扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了包覆粉末和涂层的微观结构,用HV-1000维氏显微硬度仪测试了涂层硬度,用HT-1000摩擦实验机测试了800℃时涂层的摩擦磨损性能。结果表明：镀液的优化工艺参数为：硫酸镍20 g/L,次磷酸钠30 g/L,柠檬酸钠20 g/L,氯化铵20 g/L,pH=5.5,水浴温度80℃,施镀时间1 h。在莫来石粉末表面包覆的Ni-P镀层均匀致密,热处理使包覆镀层由非晶态向晶态转变,生成了Ni和Ni3P相。莫来石涂层主要由莫来石相和γ-Al2O3相组成,包覆粉末涂层主要由Ni、AlNi3、Ni3P和莫来石相组成。在包覆粉末涂层中引入Ni-P镀层使涂层的硬度由417.5 HV0.2提高到500.1 HV0.2。包覆粉末涂层的耐磨性优于莫来石涂层,包覆粉末涂层的摩擦系数比莫来石涂层明显减小,包覆粉末涂层的磨损率为13×10^-4 mm³     

化学复合镀镍-磷-金刚石工艺及性能的研究

研究了化学复合镀镍-磷-金刚石镀层操作条件对复合镀层镀速、复合量及硬度的影响,并对复合镀层的组织和性能进行了分析.结果表明,金刚石颗粒在镀液中部分会被活化,进入复合镀层过程中其表面沉积有镍层.实验得到了镀速20μm/h以上、均匀的Ni-P-金刚石镀层,金刚石的加入对镀速的影响不大.金刚石在镀层中的质量分数主要与金刚石在溶液中含量有关,当金刚石在溶液中含量为20g/L时,其在镀层中质量分数可达15%,硬度可达HV(0.5)500以上,为Ni-P化学镀层硬度的2.5倍左右,且镀层硬度随镀层中金刚石含量增加而增大.复合镀层的耐蚀倾向与Ni-P化学镀层大致相同.     

热处理对Ni-P-A12O3化学复合镀层摩擦磨损性能的影响

热处理可显著提高镀层的硬度和耐磨性能。采用化学镀的方法在45钢表面制备了Ni-P-纳米A12O3复合镀层,并以不同温度对其热处理,研究了镀层热处理前后的物相、硬度和耐磨性能。结果表明：400℃热处理后,Ni-P-A12O3复合镀层达到稳态,稳定相是Ni＋Ni3P＋NiO＋A12O3;镀层的显微硬度随热处理温度的升高而先增加后降低;随着镀液中纳米A12O3,（n-A12O3）颗粒含量的增加,热处理前后镀层的显微硬度和耐磨性能均先增加后降低;镀液中n-A1203颗粒含量为2．0g／L,400℃热处理1h的复合镀层的显微硬度和耐磨性能最佳。     

低温镀铁液中Al2O3含量对镀层性能的影响

低温镀铁液中,不同的Al2O3含量对镀层的显微硬度、沉积速率、腐蚀速率和耐磨性能都有相当的影响:镀液中Al2O3含量增加,沉积速率上升,镀层的硬度和耐磨性显著提高,耐蚀性比基质金属镀层略低,Al2O3为40g/L时镀层的显微硬度最大,耐磨性最好,综合能力最佳.     

脉冲电沉积RE-Ni-W-B-PTFE-Al2 O3复合镀层性能的研究

高性能复合镀层具有优良的耐磨、耐蚀性能,能满足工业生产对材料性能的要求.研究了脉冲电沉积RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3复合镀层的成分、形貌及性能.结果表明:脉冲电流及Al2O3固体颗粒能明显提高RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3复合镀层中W和B的含量;与直流电沉积相比,脉冲电沉积RE-Ni-W-B复合镀层的表面裂纹已明显减小,但裂纹仍存在,当Al2O3耐磨颗粒及PTFE减摩微粒嵌入RE-Ni-W-B复合镀层中以后,在SEM 400倍下观察,RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3镀层已不存在裂纹, 而且镀液中Al2O3颗粒含量越多,晶粒就越细;此外,研究表明,镀液中Al2O3颗粒含量增加, RE-Ni-W-B-PTFE-Al2O3复合镀层镀态硬度增加,磨损率降低.     

纳米Al2O3及PTFE的加入对镀层性能的影响

在化学镀Ni-P合金镀液中添加纳米Al2O3及PTFE制得Ni-P/PTFE-Al2O3复合镀层.研究了纳米Al2O3及PTFE的添加量对镀层硬度、磨损及减摩性能的影响.结果表明:纳米Al2O3及PTFE的加入能提高Ni-P合金镀层的硬度、耐磨及减摩性.     

热处理对Ni-P/WS2复合镀层硬度及自润滑性能的影响

在Ni-P镀层中加入颗粒形成复合镀层可进一步提高镀层力学性能、耐腐蚀性和润滑性能。为此,对Q235钢表面实施化学共沉淀,形成Ni-P/WS₂复合镀层,并对镀层实施后续热处理,利用电子探针（EPMA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和硬度计,研究了镀液中WS₂含量及沉淀后的热处理对Ni-P/WS₂复合镀层硬度和自润滑性能的影响机理。结果表明：镀液中P含量稳定,受镀液中WS₂颗粒浓度变化的影响不大,有利于镀层在后续的热处理中析出适量的体心立方Ni₃P硬化相,从而有效提高复合镀层表面硬度;镀层中WS₂颗粒对镀层表面起到润滑作用,因此可有效减小镀层表面摩擦系数,而热处理可使镀层中析出体心立方的Ni₃P相,增加了表面对WS₂颗粒的支撑作用,有利于增强镀层表面的自润滑,有效减小摩擦系数。     

Ni/纳米Y2O3复合刷镀层的组织结构与摩擦磨损特性

添加纳米颗粒的复合镀层较常规单相镀层具有更优异的性能。采用电刷镀技术在2Cr13不锈钢表面制备了Ni/纳米Y2O3复合镀层,研究了纳米Y2O3含量对复合镀层的形貌、成分、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与纯镍镀层相比,复合镀层表面更为平整致密;随着镀液中纳米Y2O3含量的提高,复合镀层的硬度呈现先升高后降低的趋势;当纳米Y2O3颗粒含量为15 g/L时,复合镀层的晶粒最为细小,硬度达到极大值,摩擦系数(0.20)明显低于快速镍镀层(0.38),磨损面的黏着和撕裂现象大大减轻,表现出良好的摩擦磨损性能。