电沉积非晶态Cr-C合金镀层结构变化对硬度的影响

采用电沉积非晶态Cr-C合金技术，获得了镀态硬度为1100HV的高硬度镀层。X－射线衍射分析和扫描电镜结果表明，镀层在镀态具有较高的硬度是由于镀层的非晶态Cr-C合金结构。热处理温度在500℃以下时，镀层硬度随温度升高而升高，是由于Cr的微晶化和Cr7C3、Cr23C6等金属间化合物析出的结果。500℃以上，镀层表面因高温氧化部分塌陷并呈疏松状态，镀层硬度迅速下降。     

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.     

等离子原位合成Fe-Cr-V-C堆焊合金的耐磨性

采用等离子堆焊技术制备了不同Cr含量的Fe-Cr-V-C堆焊合金,借助扫描电镜和X射线衍射等分析手段研究了碳化物形貌及合金物相组成。同时研究了Cr含量对合金硬度和耐磨性的影响,并探讨了磨损机理。结果表明:堆焊合金组织由马氏体、铁素体、奥氏体、M7C3及VC组成。合金中随着Cr含量的提高,由于硬质相M7C3和VC的数量及形态变化不大,而具有高硬度的针状马氏体基体组织的减少使得合金的耐磨性先降低,当达到一定值后继续增加Cr含量,M7C3的数量逐渐增多,因而耐磨性随后增大;当Cr含量达到27.2%(质量分数)时,大量高硬度六边形M7C3复合物(约HV1200)结合一定量VC(约HV1600)颗粒构成坚实的耐磨骨架,使得合金具有最佳的耐磨性。     

锆合金表面氟化物-磷酸盐预镀层的制备及对化学镀层性能的影响

为了提高核用锆合金的耐蚀性,利用化学镀的方法在锆合金表面制备一层非晶态镀层。为改善基体与化学镀层之间的结合力,以酸洗活化对锆合金进行前处理,之后采用氟化物-磷酸盐化学转化工艺,在锆合金表面形成一层氟化物膜层作为预镀层,再在预镀层上制备三种不同的化学镀层。采用SEM、EDS、XRD分析膜层的微观形貌及成分,并研究锆合金和化学镀层之间的结合力和硬度,通过电化学试验测试极化曲线评价其耐腐蚀性。结果表明:预镀层使得基体和化学镀层之间的结合力显著提高,其中,Ni-W-P化学镀层的结合力最大,临界载荷为49.75 N;Ni-Ce-P化学镀层的硬度最高,达505.2HV;Ni-W-P化学镀层的自腐蚀电位最高,为-0.331 96 V。     

电沉积非晶态铬-铁合金镀层研究

研究了从三价铬硫酸盐体系中电沉积Cr-Fe合金镀层的工艺以及镀层的形貌、结构与性能。利用该工艺获得了厚度30μm以上、铁含量（20～30）％（wt）的Cr-Fe合金镀层。实验结果表明,该镀层表面呈结瘤状,含有大量微裂纹,为非晶态结构,具有可热处理性。在600℃下热处理1h后硬度最高可达1400HV以上,因此,可作为经济、耐磨性镀层使用。     

Ni-Fe-P,Ni-W-P合金与镀层性能

研究发现,非晶态 Ｎｉ－Ｐ合金电镀体系中加入少量Ｆｅ,Ｗ 等元素对镀层性能有影响,非晶态Ｎｉ－Ｐ 镀层中引入少量Ｆｅ,Ｗ 元素既能保护镀层优良的耐蚀性又可大大提高其硬度和耐磨性。     

Ni—Fe—P,Ni—W—P合金与镀层性能

研究发现,非晶态Ｎｉ－Ｐ合金电镀体系中加入少量的Ｆｅ,Ｗ等元素对镀层性能有影响,非晶态Ｎｉ－Ｐ镀层中引入少量Ｆｅ,Ｗ元素既能保护镀层优良的耐蚀性又可大大提高其硬度和耐磨性。     

碳掺杂对CrN镀层显微硬度与组织结构的影响

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在单晶硅(111)衬底上沉积了CrCN镀层以研究C靶电流对镀层显微硬度的影响,并通过X射线衍射、原子力显微镜、X射线光电子能谱和透射电镜对镀层进行了分析。结果表明:当C靶电流由0增加到1.5 A时,镀层显微硬度由1930 HV增加到2300 HV,提高约19%,并且镀层的颗粒明显变小;X射线衍射和透射电镜分析表明,随着C靶电流增大,镀层由晶态向非晶态转变;X射线光电子能谱分析表明,镀层碳元素主要以sp2键、sp3键和C-Cr键的形式存在。     

Ni-Co-P合金镀层显微硬度及其耐海水腐蚀性

采用电沉积技术制备了Ni-Co-P合金镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、显微硬度及耐腐蚀性进行了表征和分析.研究结果表明:Ni-Co-P合金镀层表面均匀平整,晶粒尺寸细小,显微硬度均优于Ni-P合金镀层;当镀液中CoSO4·7H2 O含量为50 g/L时,Ni-Co-P合金镀层的显微硬度达到766.3 HV0.2.在人工海水环境中,Ni-Co-P合金镀层的开路电位稳定值更正,腐蚀电流密度与腐蚀速度最小分别为0.68μA·cm-2和8.25μm·year-1;且Ni-Co-P合金镀层的容抗弧半径均大于Ni-P合金镀层,电荷转移电阻(Rct)高达9.902×104Ω·cm-2,约为Ni-P合金镀层的6倍,表现出优异的耐海水腐蚀性能.     

温度对40Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能,选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材,采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层.用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响,并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究.结果表明:在900~1 000℃形成的铌合金层组织均匀致密,合金层主要由Nb2C、Nb C、Fe2Nb、Cr2Nb及铌组成;合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加;合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律,950℃渗铌形成的渗层约13μm,900和1 000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右;不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高,1 000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0.025,900℃渗铌后约758 HV0.025,而950℃渗铌后表面硬度最低,约698 HV0.025.     

CoCuFeNiTi高熵合金涂层的制备和性能研究

采用激光熔覆技术在40 Cr钢基材表面制备CoCuFeNiTi高熵合金涂层,使用SEM、XRD和EDS等手段分析涂层的显微组织和相组成,研究了涂层的制备工艺、显微硬度、耐磨损和耐腐蚀性能。结果表明：在激光功率为700 W、扫描速度为6 mm/s条件下制备的CoCuFeNiTi高熵合金涂层表面质量较好,涂层与基体之间形成了良好的冶金结合;这种涂层由FCC相、少量的Cu₄Ti相和微纳级富Cu析出相构成,具有典型的树枝晶显微组织,Cu元素在枝晶间偏聚并形成微纳级富Cu析出相;涂层的显微硬度约为438.83HV,是基体的1.7倍;涂层的磨损质量损失约为基体的1/2,表明这种涂层具有更高的耐磨损性能。涂层的磨损,以黏着磨损为主伴有一定程度的磨粒磨损;这种涂层在pH=4的酸性溶液和3.5%NaCl溶液中的耐蚀性均优于基体。     

AM60镁合金Cr涂层制备及其耐腐蚀性研究

为了提高AM60镁合金的耐腐蚀性能,采用机械涂覆的方法在合金表面制备Cr涂层。通过XRD、视频显微镜、SEM、显微硬度分析等方法对表面涂层的物相、截面形貌、涂层的显微硬度等进行表征,利用电化学工作站对涂覆Cr前后的AM60镁合金的耐蚀性能进行分析。结果表明:AM60镁合金表面成功涂覆了Cr涂层,所制备涂层与基体结合致密,涂覆效果较好;同时,涂层的显微硬度高达到1 132 HV,较基体提高了1.96倍;球料比为10∶1和20∶1时,球磨时间为20 h和15 h时所制备的膜层耐腐蚀性能较好,和基体相比,所制备样品的自腐蚀电流密度均降低了3个数量级,自腐蚀电位均大幅提高,阻抗谱半径也均增加,在模拟海水中的耐腐蚀性能都得到明显改善。因此,在该实验条件下,Cr涂层的最佳制备工艺为:球料比为10∶1,球磨时间为20 h。      

激光熔覆镍基合金层的组织与高温耐磨性能

为了改善304不锈钢工件的高温耐磨性能,利用CO2激光器在其表面熔覆了Ni基高温合金层。研究了熔覆层的物相组成、显微组织、成分分布,测试了其显微硬度、高温耐磨性能等,并与基材进行了对比。结果表明:Ni基合金熔覆层的组织从熔池底部到表层为胞状晶—柱状枝晶—树枝晶;熔覆层的主要组成相是Ni3Cr2,NbC,Mo2C与Cr23C6;Ni基合金粉末中添加难熔元素Cr,Mo,Nb等对熔覆层的组织起到了固溶强化、硬质相强化和弥散强化作用;熔覆层的平均显微硬度达到了405 HV,高温耐磨性能是基体的2倍多。     

热处理对电沉积Ni-W合金镀层组织结构、硬度及耐蚀性的影响

为了提高直流电沉积Ni-W合金镀层的显微硬度,改善其耐腐蚀性能,对镀层进行了热处理,研究了热处理温度和时间对镀层组织结构、硬度及耐蚀性的影响.结果表明:在一定的温度和时间范围内对镀层热处理可较大提高其硬度和耐蚀性;500℃保温1 h热处理后镀层的综合性能最好,显微硬度最高,可达1 010.44HV,且在3.5%NaCl...     

304不锈钢激光原位合成自润滑涂层的宽温域摩擦学性能

由于304不锈钢在中、高温下摩擦学性能较差,制约了其在重要摩擦运动副零部件上的应用。为改善304不锈钢的摩擦学性能,以Ni60粉末为增韧相,WS2为合成润滑相的前驱化合物,TiC为高硬度耐磨相,采用高能激光束在其表面原位合成自润滑耐磨复合涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和探针式材料表面磨痕测量仪表征涂层和基体的物相、微观结构、显微硬度与表面形貌,并系统研究涂层和基体在20,300,600,800℃下的摩擦学性能及其磨损机理。结果表明:涂层主要由Cr0.19Fe0.7Ni0.11,Ti2SC,Fe2C,Cr7C3,CrS和WS2组成;涂层的平均显微硬度(302.0HV0.5)略高于基体(257.2HV0.5),但涂层上部区域的硬度(425.4HV0.5)约为基体的1.65倍;涂层在所有等温摩擦学实验中摩擦因数和磨损率均低于基体,300℃时涂层润滑效果最好,摩擦因数为0.3031,600℃时涂层耐磨效果最好,磨损率为9.699×10^-5 mm^3·N^-1·m^-1。     

Ti6Al4V合金激光原位合成自润滑复合涂层高温摩擦学性能

为提高Ti6Al4V合金的高温摩擦学性能,采用激光熔覆技术在其表面原位合成多相混杂金属基高温自润滑耐磨复合涂层,熔覆粉末的成分为Ni60-16.8%TiC-23.2%WS_2(质量分数,下同),系统地研究复合涂层的显微组织、物相结构及其在20,300,600,800℃下的摩擦学性能和相关磨损机理。结果表明:复合涂层的显微硬度(701.88HV_0.5)约为基体(350 HV_0.5)的2倍;由于原位合成固体润滑相(Ti_2SC/TiS/NiS/TiO/TiO_2/NiCr_2O_4/Cr_2O_3)和硬质相(W,Ti)C_1-x/TiC/Cr_7C_3的协同作用,复合涂层的耐磨减摩性能明显优于基体。随着温度升高,涂层和基体的摩擦因数和磨损率均呈下降趋势,在800℃时复合涂层和基体的摩擦因数分别为0.32和0.43,磨损率分别为1.80×10^-4,2.92×10^-5mm/Nm。在800℃下塑性变形、分层和氧化磨损为基体主要磨损机理,复合涂层以氧化磨损和轻微的黏着磨损为主。     

爆炸喷涂Cr3C2-25NiCr涂层的微观结构及性能

为了使Cr_3C_2-NiCr涂层能够应用于水力机械表面,采用爆炸喷涂技术在0Cr13Ni4Mo不锈钢基材表面制备了Cr_3C_2-25NiCr涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究分析了该涂层的微观形貌、孔隙率、结合强度、显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能等。结果表明:爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层具有高致密结构,平均孔隙率仅为0. 76%,并且其结合强度高达82 MPa;涂层平均显微硬度为1 026 HV2 N,远高于基体;且在相同试验条件下,涂层的磨损量仅为基体的1/72;同时涂层还具有远高于基体的耐腐蚀性能。     

B_4C加入量对氩弧熔覆Ni-Cr-W合金涂层组织及耐蚀性能的影响

为改善Ni基合金涂层的组织及耐蚀性,采用氩弧熔覆技术在40Cr钢基体表面制备Ni-Cr-W基/B_4C复合涂层,主要研究了B_4C加入量对涂层显微组织、显微硬度以及耐蚀性能的影响。结果表明:合金涂层显微组织由平面晶、柱状晶和树枝状晶等组成;当B_4C含量为5%时,涂层熔覆层的组织明显发生细化;当B_4C含量超过5%时,熔覆涂层表面出现气孔和裂纹等缺陷,内部夹杂增多,涂层质量下降;B_4C的加入提高了合金涂层的硬度,当B_4C含量达到5%时表面硬度较高,达到1 027.4 HV_(0.5N),B_4C含量继续升高,硬度变化不大;B_4C的加入降低了熔覆层耐蚀性,当B_4C含量为5%时耐蚀性相比未加B_4C时的下降不多,耐蚀性较好。     

QPQ盐浴复合处理技术对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

QPQ盐浴复合处理是一种新的金属盐浴表面强化改性技术,将QPQ技术应用干3Cr2W8V钢,利用OM、SEM、显微硬度计、X射线衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对QPQ渗层的显微组织、化学成分、显微硬度,物相,耐磨性和耐蚀性进行了分析研究.结果表明,QPQ渗层表面平整,当盐浴氮碳共渗时间一定时,随着氮碳共渗盐...     

Ni60A+20WC于水刀喷嘴耐磨层的应用工艺

采用高频感应熔覆技术以提高高压水刀喷嘴的耐磨性能,本实验选用304不锈钢板作为基体材料,Ni60A+20%WC合金粉末作为熔覆层材料;分别采用高频感应加热设备、电火花成型机和小孔机对试件进行加热、熔覆并加工到规定尺寸.采用扫描电子显微镜观察试件的微观组织,发现涂层和基体之间产生了扩散层;采用X射线衍射仪分析涂层相结构,涂层中存在的强化相有WC、Fe_3Ni_2、W2C、Cr_3C_2、Cr_2Ni_3等;摩擦学性能测试实验表明涂层材料大大提高了水刀喷嘴的耐磨性;显微硬度实验表明WC极大地提高了涂层的硬度,其平均值约为1 000 HV0.1,基体约为190 HV0.1.在水刀喷嘴内孔成功制备了WC增强Ni基熔覆层,该熔覆层光滑平整,表面无明显缺陷,与基体实现冶金结合,性能优异.