齿轮钢电沉积Ni-W/MoS2自润滑复合镀层及性能研究

采用电沉积工艺在制造齿轮常用的40Cr钢表面制备掺杂MoS₂颗粒的Ni-W/MoS₂自润滑复合镀层,并研究MoS₂颗粒对复合镀层表面形貌、晶相结构、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明：Ni-W/MoS₂自润滑复合镀层完整覆盖40Cr钢表面,主要成分为Ni、W、Mo和S元素,存在4个Ni的衍射峰并且都呈现(220)晶面择优取向。镀液中MoS₂颗粒质量浓度变化导致镀层的晶粒形态及致密性显现出差异,MoS₂颗粒含量呈现先升高后降低趋势,造成显微硬度先增大后减小,耐磨性能先改善后变差。当镀液中MoS₂颗粒质量浓度为5 g/L,Ni-W/MoS₂复合镀层中MoS₂颗粒含量达到4.17%,形成条状与乳突状不同形态的晶粒,结合更紧密,其硬度达到607.5 HV,表面磨痕宽度仅为420μm,表现出良好的耐磨性能,能起到较理想的减摩作用,从而显著提高40Cr钢的耐磨性能。     

电流密度对电沉积钴-铁-二氧化锆复合镀层性能的影响

在由FeSO₄·7H₂O 30 g/L、Co SO₄·7H₂O 30 g/L、H₃BO₃ 30 g/L和抗坏血酸1 g/L组成的Co–Fe合金镀液中添加10 g/L自制纳米Zr O₂溶胶,电沉积得到Co–Fe–Zr O₂复合镀层。研究了电流密度对Co–Fe–Zr O₂复合镀层微观结构、厚度、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,随电流密度从5 mA/cm²增大到30 mA/cm²,Co–Fe–ZrO₂复合镀层的晶粒细化,ZrO₂颗粒复合量、厚度和显微硬度均增大,耐蚀性先改善后变差。当电流密度为25 mA/cm²时,Co–Fe–ZrO₂复合镀层的厚度为18.6μm,显微硬度为349 HV,表面平整致密,耐蚀性最佳。     

电刷镀镍–钨–二硫化钼复合镀层的组织和耐摩擦磨损性能

采用复合电刷镀工艺在2Cr13不锈钢基材上制备了Ni–W–纳米MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、显微硬度计和摩擦磨损试验机对镀层微观形貌、显微硬度和耐摩擦磨损性能进行分析。结果表明:与Ni–W合金镀层相比,Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的表面更加平整、致密,显微硬度较低,耐摩擦磨损性能较优。随镀液中Mo S2纳米颗粒质量浓度的增大,复合镀层的摩擦因数小幅下降,磨损量先降后升。当镀液含20 g/L MoS_2时,所得Ni–W–纳米MoS_2复合镀层的综合性能最优。     

镀液中二硫化钼添加量对镍-二硫化钼复合电镀层耐磨性的影响

以MoS_2作为增强相添加到由240 g/L NiSO_4·6H_2O、45 g/L NiCl_2·6H_2O、30 g/L H_3BO_3、20 g/L Na_2SO_4和0.2 g/L十六烷基三甲基溴化铵组成的镀液中,在45钢表面电沉积得到Ni–MoS_2复合镀层。采用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验仪考察了MoS_2添加量对Ni–MoS_2复合镀层的表面形貌、相结构和耐磨性的影响。随着MoS_2添加量的增大,Ni–MoS_2复合镀层表面凸起的胞状结构增多,显微硬度先增大后减小,摩擦因数降低。当MoS_2的添加量为2 g/L时,所得Ni–MoS_2复合镀层的显微硬度为860.5 HV,耐磨性较佳。     

结构钢电沉积Co-W/CeO2复合镀层及其性能研究

选择CeO₂颗粒作为复合相,利用电沉积技术在普通结构钢表面制备出Co-W/CeO₂复合镀层,并研究镀液中CeO₂颗粒浓度对复合镀层的微观形貌、化学成分、结合力、硬度、耐磨性能以及高温抗氧化性能的影响。结果表明：Co-W/CeO₂复合镀层与基体结合牢固,表面分布着类似胞状的晶粒团聚体,其化学成分为Co、W、Ce和O元素。随着镀液中CeO₂颗粒浓度从2 g/L升高到15 g/L,复合镀层的晶粒团聚体尺寸差异先减小后增大,吸附在晶粒团聚体表面及边界处的CeO₂颗粒量先增多后减少,导致复合镀层的硬度、耐磨性能和高温抗氧化性能都呈先增强后下降的趋势。当镀液中CeO₂颗粒浓度为8 g/L时,Co-W/CeO₂复合镀层的晶粒团聚体大小较为均匀,具有良好的致密性,其表面粗糙度仅为0.39μm。该复合镀层的硬度较Co-W合金镀层增大约76 HV,表现出良好的耐磨性能和高温抗氧化性能,摩擦系数和氧化增重量仅为0.43和0.74 mg...     

电沉积铜–镍–锡–聚四氟乙烯复合镀层及其性能

针对Cu–Ni–Sn合金自润滑性能差的问题,向Cu–Ni–Sn合金镀液中加入聚四氟乙烯(PTFE)乳液,采用电沉积法在45钢表面制备了Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层。镀液组成和工艺条件为:氰化亚铜35 g/L,游离氰化钠10 g/L,锡酸钠10 g/L,氯化镍15 g/L,蛋氨酸20 g/L,甲基磺酸18 g/L,60%PTFE乳液5~15 m L/L,电流密度1 A/dm~2,温度50~60°C,pH 10,时间2 h。考察了镀液PTFE含量对镀层的耐磨性、显微硬度、结合力、PTFE含量以及外观的影响,表征了Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层的形貌、结构和成分。随着镀液PTFE含量的升高,镀层的耐磨性改善,但显微硬度和结合力下降,厚度和PTFE含量则先升后降。镀液中PTFE的最佳添加量为10 m L/L,此添加量下所得Cu–Ni–Sn–PTFE复合镀层的综合性能最佳。     

电沉积Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层及其性能的研究

针对Cu-Sn-Zn合金镀层自润滑性能差的缺点,在Cu-Sn-Zn合金镀液中加入聚四氟乙烯(PTFE)乳液,采用电沉积方法在45#钢表面制备了Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层。镀液组成和工艺条件为:焦磷酸铜24g/L,氯化锌12g/L,甲基磺酸锡15g/L,焦磷酸钾20g/L,酒石酸钾钠22g/L,全氟辛基磺酸钾18g/L,PTFE乳液32g/L,温度50~60℃,pH值11.5,电流密度1.2A/dm~2,搅拌转速300~600r/min,时间120min。考察了镀液中PTFE的质量浓度对镀层的耐磨性、显微硬度、结合力、PTFE的质量分数、外观的影响,并表征了Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层的表面形貌、结构和成分。随着镀液中PTFE的质量浓度的增加,镀层的耐磨性改善,显微硬度和结合力下降,PTFE的质量分数先增大然后保持不变。镀液中PTFE的最佳质量浓度为32g/L,在此条件下制得的Cu-Sn-Zn-PTFE复合镀层的综合性能最佳。     

烧结钕铁硼永磁体复合电镀镍–氧化铈工艺和镀层性能

以烧结NdFeB永磁体为基体,采用复合电沉积法制备了Ni–CeO2复合镀层。镀液组成与工艺条件为:NiSO4250 g/L,NiCl240 g/L,H3BO335 g/L,纳米CeO210 g/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,温度45°C,电流密度3 A/dm2,时间30 min。对比研究了纯镍镀层和Ni–CeO2复合镀层的表面形貌、结构组成、耐蚀性、结合力、显微硬度等性能。结果表明,与纯镍镀层相比,Ni–CeO2复合镀层结晶更为细致,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性提高,显微硬度由纯镍镀层的358.7 HV提高至428.3 HV,结合力明显增强。     

镍–磷–碳化硼化学复合镀层的研制(英文)

在由碳酸镍15g/L、次磷酸32mL/L、次磷酸钠15g/L、乳酸32mL/L、乙酸18g/L、丙酸3mL/L、二甲胺1.7g/L及碳化硼(即B4C)0～25g/L组成的稳定镀液中,采用化学镀的方法在低碳钢上制备了Ni–P–B4C复合镀层。其显微硬度采用韦氏硬度法测量,耐磨性用Taber磨耗试验机测量,微观形貌和组织采用扫描电镜和X射线衍射进行分析,耐蚀性以动电位极化及电化学阻抗谱测定。碳化硼的掺入提高了镍–磷合金基体的显微硬度、耐磨性和耐蚀性。Ni–P–B4C复合镀层颗粒粗大,具有爆米花式组织结构。     

化学镀镍–磷–二硫化钼复合镀层及其磨损行为的研究

在45钢基体上化学镀制备得到Ni–P–Mo S2复合镀层,研究了镀液Mo S2添加量(镀层Mo S2含量)对镀层磨损行为的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段表征了镀层的形貌、微观结构和磨损特征,探讨了不同镀层的磨损机制。400°C热处理使镀层金属由非晶态转变为晶态,显微硬度提高,但Mo S2的物相不变。Ni–P镀层的显微硬度(热处理后为1 040 HV)较高,在摩擦过程中能形成对磨损面起保护作用的摩擦层,故Ni–P镀层具有良好的耐磨性,其磨损机制为粘着磨损和转移。镀液添加1 g/L Mo S2时,所得Ni–P–Mo S2复合镀层具有更优异的耐磨性,这是其高显微硬度(热处理后为735 HV)和Mo S2润滑效应的共同作用,以轻微磨粒磨损和转移为主要磨损机制;镀液添加过量(2 g/L)Mo S2时,复合镀层的显微硬度(热处理后为533 HV)较低,摩擦过程中表面不能形成摩擦层,其耐磨性极差,磨损机制为严重的粘着磨损和磨粒磨损。     

脉冲喷射电沉积制备钴–碳化铬复合镀层

采用包覆有50%(质量分数)Ni的C_(r3)C_2微米颗粒(粒径3~5μm)为第二相,以脉冲喷射电沉积制备Co–C_(r3)C_2复合镀层。镀液组成和工艺参数为:CoSO_4·7H_2O 430 g/L,C_(r3)C_2 200 g/L,H_3BO_3 30 g/L,NaCl 5 g/L,十六烷基三甲基溴化铵适量,pH=4,温度40°C,电压18 V,镀液流量2.4 L/min,喷头移动速率1.2 mm/s。研究了脉冲参数对复合镀层颗粒复合量、表面粗糙度、显微硬度以及耐磨性的影响,并探讨了颗粒复合量对镀层性能的影响。C_(r3)C_2颗粒的复合量越高,复合镀层的显微硬度就越高,耐磨性也越好,但表面粗糙度增大。最优脉冲参数为:占空比30%,脉冲周期200 ms。所得Co–C_(r3)C_2复合镀层的颗粒含量达11.98%,显微硬度为542.6 HV,摩擦因数为0.443。C_(r3)C_2颗粒在镀层中分布均匀,与基质金属结合牢固。     

2024铝合金直接化学镀镍工艺及镀层性能

以2024铝合金为基体，开发了环保的直接化学镀镍工艺。研究了前处理工艺、镀液pH和温度对化学镀镍的影响，得到较佳的工艺为：先采用10%(体积分数)盐酸+10 g/L Na₂Mo O₄溶液室温酸洗1～2 min，再采用10 g/L NaOH+25 g/L Na₂Mo O₄溶液室温活化5 min，最后采用由Ni SO₄·6H₂O 25 g/L、NaH₂PO₂·H₂O 30 g/L、Na₃C₆H₅O₇·2H₂O 15～20 g/L、丁二酸5～10 g/L和复合稳定剂3～5 mg/L组成的镀液在pH=4.4、温度为86℃的条件下化学镀Ni–P合金。在较佳条件下所得到的Ni–P合金镀层均匀致密，P质量分数为12.42%，为高磷非晶态合金镀层，结合力合格，显微硬度为498 HV，耐蚀性良好。     

镍铁–立方氮化硼复合电刷镀工艺研究

通过复合电刷镀在20钢基体表面制备镍铁–立方氮化硼(CBN)复合镀层。研究了施镀电压、镀液温度及镀笔速率对复合镀层中CBN含量的影响,分析了镀层中CBN含量与耐磨性之间的关系。复合电刷镀NiFe–CBN的镀液组成和最佳工艺条件为:NiSO4·6H2O 270~300 g/L,FeCl2·2H2O 23~27 g/L,H3BO326~30 g/L,Na3C6H5O7·2H2O 20~30 g/L,糖精2~3 g/L,十六烷基三甲基溴化铵0.2~0.3 g/L,pH 3.2~4.0,电压14 V,温度50°C,镀笔速率15 m/min,时间100~120 min。在最佳工艺下所得镀层的CBN质量分数为9.8%,显微硬度为770 HV,耐磨性和结合力良好。     

纳米碳化钛用量对电镀铁−碳化钛复合镀层性能的影响

在镀铁液中添加0～7 g/L纳米TiC颗粒(平均粒径50 nm),在45钢基体上电镀Fe–TiC复合镀层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站研究了TiC颗粒质量浓度对复合镀层的物相结构、显微硬度、抗摩擦磨损性能、抗粘着磨损性能及耐腐蚀性能的影响.结...     

化学镀镍-钨-磷非晶态合金的研究

以电阻率为性能指标,采用正交试验对化学镀 Ni-W-P 的镀液配方进行优化,得到最优配方与工艺为:NiSO₄·6H₂O 15g/L,NaH₂PO₂·H₂O 25g/L,Na₂WO₄·2H₂O 10 g/L,Na₃C₆H₅O₇·2H₂O60 g/L,C₃H₆O₃5 mL/L,NH₄Cl 30g/L,pH = 9,温度 88℃,时间 2 h。采用扫描电镜、X 射线衍射仪、显微硬度计等研究了Ni-W-P 合金镀层的表面形貌、结构、显微硬度等性能。在最佳配方与工艺下,化学镀 Ni-W-P 的镀速为 6.9 μm/h,所得Ni-W-P 合金镀层的电阻率为 204.7 mΩ·cm,为典型的非晶态结构,表面均匀分布着大小不一、致密的胞状结构,镀层与基体之间结合力牢固,显微硬度高于 Ni-P 镀层,耐磨性和耐蚀性均优于 Ni-P 镀层。     

镍-磷-氮化硅复合化学镀工艺优化

以Q235碳钢为基底进行Ni–P–Si_3N_4复合化学镀。以镀层的显微硬度为指标,通过正交试验得到的最优配方和工艺条件为:硫酸镍29 g/L,次磷酸钠30 g/L,氟化氢铵15 g/L,柠檬酸三钠10 g/L,硫脲0.003 g/L,氮化硅2 g/L,十二烷基硫酸钠0.04 g/L,pH 4.5,温度85℃,时间1.5 h。该条件下所得Ni–P–Si_3N_4复合镀层为非晶态结构,表面平整致密,厚度47.8μm,显微硬度313.4 HV,结合力良好。     

电沉积Cu-Ni-Sn-Al_2O_3复合镀层及其性能的研究

采用电沉积方法在45~#钢表面制备出Cu-Ni-Sn-Al_2O_3复合镀层。研究了镀液中Al_2O_3的质量浓度对镀层的硬度、耐磨性及结合力的影响,并分别用SEM和XRD表征了镀层的表面形貌和结构。结果表明:当镀液中Al_2O_3的质量浓度为15g/L时,镀层具有较好的耐磨性。     

ZrO_2添加量对镍–钴–二氧化锆复合镀层微观结构和性能的影响

在由80 g/L Ni(NH_2SO_3)_2·4H_2O、12 g/L Co(NH_2SO_3)_2·4H_2O和40 g/L H_3BO_3组成的基础镀液中加入ZrO_2纳米粒子(平均直径50 nm),通过超声辅助电沉积法制备了Ni–Co–ZrO_2复合镀层,工艺条件为:pH 4.0,电流密度5 A/dm~2,温度50℃,超声功率240 W,极间距40 mm。研究了ZrO_2添加量对Ni–Co–ZrO_2复合镀层的微观结构、显微硬度、耐磨性和热稳定性的影响。ZrO_2纳米粒子的引入使所得复合镀层的表面更加平整、致密,镀层中Ni–Co合金的固溶体结构未发生变化,只是晶粒的择优取向和生长改变。当镀液中ZrO_2添加量为10 g/L时,所得Ni–Co–ZrO_2复合镀层具有较高的显微硬度以及较好的耐磨性和热稳定性。     

镀液中石墨烯添加量对镍-石墨烯复合电镀层微观结构和耐磨性的影响

为提高巴氏合金的耐磨性,将石墨烯作为增强相添加到由240g/L NiSO_4·6H_2O、45 g/L NiCl_2·6H_2O、30 g/L H_3BO_3、20 g/L Na_2SO_4和0.1 g/L十二烷基苯磺酸钠组成的镀镍液中,在ZSnSb8Cu4合金上电沉积得到镍-石墨烯复合镀层。采用扫描电镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验仪考察了镍-石墨烯复合镀层的表面形貌、组织结构和耐磨性。结果表明,复合电沉积镍-石墨烯能够有效提高巴氏合金基体的耐磨性,而镀液中石墨烯添加量的增大能使镀层晶粒细化,显微硬度升高,摩擦因数和磨损率减小。当镀液中石墨烯的质量浓度为400 mg/L时,镍-石墨烯复合镀层的显微硬度较高,耐磨性最优。     

硼砂对电镀铜-镍合金耐蚀性的影响

在Cu–Ni合金电镀液(由NiSO₄·6H₂O 174 g/L、CuSO₄·5H₂O 16 g/L、Na₃C₆H₅O₇·2H₂O 87 g/L和CH₃COONa 10 g/L组成)中添加0～5 g/L硼砂(Na₂B₄O₇·10H₂O)，对比了硼砂质量浓度不同时铜基材上所得Cu–Ni合金镀层的外观、厚度和表面形貌。通过电化学阻抗谱(EIS)和Tafel曲线测试研究了硼砂质量浓度对电镀Cu–Ni合金耐蚀性的影响。结果表明，镀液中添加1～5 g/L硼砂对沉积速率影响不大，但能够提高Cu–Ni合金镀层的均匀性、致密性和平整性，进而改善其耐蚀性。随电镀液中硼砂质量浓度增大，Cu–Ni合金镀层的耐蚀性先改善后变差。当硼砂质量浓度为3 g/L时，Cu–Ni合金镀层的表面形貌最佳，耐蚀性最好。