Ni-P-金刚石化学复合镀层耐磨性能研究

在镍磷化学镀的基础上,研究了微米、纳米金刚石化学复合镀工艺。采用正交试验方法,研究化学镀液、金刚石种类与浓度、表面活性剂种类与含量以及热处理温度对镀层耐磨性能的影响。通过超声搅拌,实验成功制备出具有优异耐磨性能的Ni-P-金刚石复合镀层。结果表明：对镀层耐磨性影响明显的因素依次为表面活性剂的种类和含量,金刚石颗粒的含量和种类,而镀液的种类和热处理温度对镀层耐磨性的影响较小。并且,最佳工艺为：添加阴离子表面活性剂,含量为1：15,复合颗粒为金刚石微粉,浓度为10g/L,镀层热处理温度为400℃。     

Ni-P-金刚石化学复合镀研究工艺对镀层硬度的影响

在镍磷化学镀的基础上,研究了微米、纳米金刚石化学复合镀工艺。采用正交试验方法,研究化学镀液、金刚石种类与浓度、表面活性剂种类与含量以及热处理温度等因素对镀层显微硬度的影响。结果表明:对镀层硬度影响明显的因素依次为金刚石种类、表面活性剂种类、热处理温度和表面活性剂含量,而镀液种类和金刚石浓度对镀层硬度的影响较小。最佳工艺为:金刚石为纳米金刚石灰粉,添加阴离子表面活性剂,热处理温度为350℃,表面活性剂含量为1∶10,选用化学镀液B,金刚石浓度为6.0g/L。     

化学镀纳米金刚石/Ni复合镀层制备及其摩擦学性能

研究了金刚石含量、表面活性剂及热处理温度等工艺因素对Ni-P-纳米金刚石灰粉复合镀层的摩擦磨损性能的影响,并对复合镀层的表面形貌及组织结构进行了分析.结果表明:添加爆轰纳米金刚石灰粉能提高复合镀层的耐磨性能.热处理温度与表面活性剂种类对金刚石灰粉复合镀层耐磨性能的影响最大,复合镀层耐磨性能最佳时的工艺参数为:金刚石灰粉含量为4 g/L,热处理温度为400℃,表面活性剂采用SHP,其含量为1:20.     

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.     

Ni-P-纳米金刚石粉复合电刷镀层的耐磨性研究

研究了纳米金刚石粉对复合电刷镀镀层形成速率、显微硬度和耐磨性的影响;测试了在不同的热处理温度、载荷及金刚石粉含量下复合刷镀层的耐磨性能;分析了复合镀层的磨损机理.结果表明:镀层的磨损体积损失均随热处理温度的升高而下降,并在400℃时达到最小值;载荷增大,磨损体积损失增大;当纳米金刚石加入量为20～30g/L时,镀层的耐磨性最好.复合镀层提高耐磨性的原因在于复合粒子在基体金属表面形成突起,起到了支撑载荷、避免粘着磨损及减小摩擦系数的作用.     

铸铝表面制备环保型Ni-P-金刚石化学复合镀层

为提高铸铝表面耐磨耐蚀性能,采用化学复合镀技术在其表面制备环保型Ni-P-金刚石复合镀层,研究了温度及搅拌等关键因素对复合量及显微硬度的影响,对镀层耐磨性及耐蚀性进行了研究,并通过EDX能谱仪分析了镀层组成.结果表明:Ni-P-金刚石化学复合镀层可有效提高铸铝表面耐蚀性及耐磨性,且复合镀层耐磨性显著优于Ni-P镀层,但前者耐蚀性不及后者;温度和搅拌均通过影响金刚石微粒在镀件表面的滞留而对微粒进入镀层产生作用.     

热处理对HRB400岩土锚杆表面Ni-P镀层组织性能的影响

采用化学镀的方法在HRB400岩土锚杆钢表面制备了Ni-P镀层,研究了热处理温度对化学镀层物相、表面形貌、显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着热处理温度的升高,镀层中的Ni3P数量有所增多,且镀层结构不断从非晶态转变为混晶结构、最后转变为比较稳定的晶态结构;表面化学镀可有效提高表面显微硬度;随着热处理温度升高,镀层的显微硬度逐渐增加;当热处理温度为400℃时镀层的耐磨性能和耐腐蚀性能最佳。     

镍-磷-金刚石超微粉化学复合镀的耐磨性研究

研究了化学复合镀Ni-P-金刚石镀层的耐磨性。通过观测热处理前后的金相组织、硬度变化,对比了热处理前后镀层的耐磨性。结果表明:采用合适的工艺条件,可获得金刚石微粉分布均匀的镀层,经热处理后,镀层硬度可达901 HV0.2,且镀层与基体结合力良好,耐磨性大大提高。     

金刚石复合镀层的研究

通过硬度和磨损试验,研究了金刚石含量,粒度,镀覆时间和镀后热处理对金刚石复合镀层耐磨性的影响,并据此筛选了最佳镀覆工艺。试验结果表明,在最佳镀覆条件下,金刚石复合镀层的硬度高达HV1889,为Ni-P化学镀层的2．8倍,耐磨性提高更多,可达Ni-P化学镀层的16倍以上,还探讨了金刚石复合镀层的耐磨机理。     

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。     

Ni-P金刚石化学复合镀层制备及摩擦磨损性能分析

目的研究不同粒径微米金刚石对Ni-P金刚石化学复合镀层摩擦磨损性能的影响。方法选择出一组优良的Ni-P化学镀工艺参数,在镀液中分别加入不同粒径的金刚石微粒,制备含不同粒径微米级金刚石颗粒的化学复合镀层。用SEM和XRD,观察并分析了不同粒径金刚石对热处理前后Ni-P金刚石化学复合镀层微观形貌和组织结构的影响;通过硬度和摩擦磨损实验,研究了不同粒径金刚石颗粒对复合镀层硬度及摩擦磨损性能的影响。结果制备的复合镀层厚度为30μm左右,金刚石质量分数达到21%~25%,且金刚石均匀分散在Ni-P镀层中。热处理前镀层为非晶结构,经过400℃×2 h的热处理后,镀层晶化为硬度更高的Ni3P。金刚石能提高镀层硬度,其中粒径为9μm的复合镀层硬度最高,达到1261HV。Ni-P金刚石复合镀层的摩擦系数为0.4~0.52,随着金刚石粒径的增大,摩擦系数不断减小。金刚石使镀层的磨损机制发生了变化,随着金刚石粒径的增大,硬质合金球的磨损加剧。结论随着金刚石粒径的增大,镀层硬度增加,摩擦系数减小,耐磨性增大。     

热处理对Ni-TiN纳米复合镀层结构和性能的影响

目的进一步提高脉冲-超声电沉积Ni-TiN纳米复合镀层的显微硬度,改善镀层的耐磨性。方法利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损仪器,对经200~600℃热处理后Ni-TiN纳米复合镀层的表面形貌、内部组织结构、显微硬度和磨损性能进行检测,研究了热处理方式对复合镀层的表面形貌、晶相组织、显微硬度和耐磨性的影响。结果经300℃保温1.5 h后的镀层表面最为平整和光滑。同时镀层开始实现非晶态向晶态演变,并且镀层硬度最高,其值高达815HV。随热处理温度的升高,镀层晶粒变大,表面平整度降低。经600℃热处理,保温1.5h后,镀层的耐磨性最佳,磨损量仅为13.2 mg。结论经热处理之后,镀层硬度得到一定程度的提高,主要是TiN纳米粒子起到弥散和细晶强化作用。耐磨性得到有效改善,主要是由于镀层韧性、镀层和基体间的结合力得到提高,镀层形成一层致密的氧化膜的原因。     

金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响

目的研究不同金刚石粒径及含量对超音速激光沉积金刚石/Cu复合涂层微观结构及性能的影响。方法利用超音速激光沉积技术制备金刚石/Cu复合涂层。采用扫描电镜和摩擦磨损测试对涂层的显微组织结构和磨损性能进行了分析,用激光闪烁法测量复合涂层的热导率。结果金刚石均匀分布在复合涂层中,原始粉末中金刚石体积分数从30%增加到50%时,复合涂层中金刚石颗粒的面积占比仅从14.01%升至16.79%,远低于金刚石颗粒在原始粉末中的含量。400目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为296 W/(m·K),摩擦系数为0.551;800目金刚石/Cu复合涂层的平均热导率为238 W/(m·K),摩擦系数为0.545。结论原始粉末中金刚石配比的增加并未对复合涂层中金刚石含量的提升有显著作用。金刚石/Cu复合涂层的热导率随着增强相颗粒含量的增加而降低,随着增强相颗粒粒径的增大而提高。不同粒径金刚石颗粒的添加能显著降低Cu涂层的摩擦系数,且小粒径金刚石颗粒的添加使复合涂层的摩擦系数更低和更稳定,从而使其具有更小的磨损量和磨痕宽度,表现出较优的耐磨损性能。     

Novel approaches on the study of wear performance of electroless Ni–P/diamond composite deposites

The ability to co-deposit particulate matter in a matrix of electroless nickel has led to a new generation of composite coatings. Polycrystalline diamond is one of the many varieties of particulate matter that can be co-deposited. Composite diamond coating is a regenerative layer of diamond particles dispersed in a hard electroless nickel matrix. In this work, experiments have been carried out to study the effect of heat treatment on the wear characteristics of the electroless composite coating containing diamond particles. The results indicate substantial increase in wear resistance after heat treatment. For wear analysis, in order to overcome the difficulties in the most common ‘weight loss’ method, X-ray diffraction method is used. Also the concept of internal standard method of quantitative X-ray diffraction analysis with suitable modifications is employed for the study of removal of diamond particles from the matrix. Superior integrity of the diamond particles with the matrix of the coating is observed for the specimens when heat treated to around 350 °C because of the formation of phosphides. But increasing the heat treatment to about 500 °C affects the wear resistance.     

表面活性剂对钛合金复合微弧氧化膜结构与耐磨性能的影响

为了在钛合金表面制备耐磨性能良好的复合微弧氧化膜层,研究了4种不同类型的表面活性剂对复合六方氮化硼(hBN)固体润滑微粒微弧氧化膜层微观结构及其耐磨性能的影响。结果表明,表面活性剂对复合微弧氧化(MAO)膜层的微观结构和耐磨性能有明显的影响,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵降低了复合MAO膜层中h BN微粒含量,削弱了膜基结合,因而不利于膜层耐磨性能的改善;非离子型表面活性剂无水乙醇由于挥发性强导致膜层的致密性下降,降低了膜层的耐磨性能;阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对复合MAO膜层的结构和耐磨性能影响较小;阴离子型表面活性剂羧甲基纤维素钠则有效改善了hBN微粒在电解液中的分散性,进而改善其在MAO膜层中的复合及分布状况,从而明显改进了复合MAO膜层的耐磨性能。     

电沉积制备镍基复合镀层的研究进展

金属-陶瓷复合镀层可以显著改善的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性以及抗高温氧化性能等可显著得到改善,应用范围广泛。综述了影响复合镀层性能的几大因素,重点介绍了增强相粒子粒径、表面活性剂类型、制备镀层的沉积方式以及第二相颗粒种类对电沉积复合镀层性能的影响。陶瓷颗粒尺寸影响复合镀层的性能,细小颗粒对镍基复合镀层具有细晶强化作用,微米级陶瓷颗粒能够大大改善Ni基复合镀层的力学性能。超细纳米陶瓷颗粒作为增强相,可以显著提高复合镀层的耐蚀性,添加纳米颗粒的复合镀层的显微硬度优于添加微米颗粒复合镀层。非离子表面活性剂能提高第二相颗粒在镀层中的复合量及在镀液中的分散性,有利于获得高硬度的复合镀层,进而提高整个镀层的耐磨性和耐蚀性。超声波-脉冲电沉积法得到的复合镀层形貌更平整,晶粒更细小,结构更致密,且得到的复合镀层硬度更高,耐磨性、耐蚀性更好。与SiC复合镀层相比,SiO_2复合镀层具有更好的耐蚀性和抗氧化性。最后,分析展望了颗粒增强镍基复合材料的应用前景及未来研究的重点。     

热处理温度对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金表面Ni-P-SiC复合镀层的耐腐蚀性能和耐磨性能。方法采用加入SiC微粒的Ni-P化学镀溶液,在AZ91D镁合金表面制备Ni-P-SiC复合镀层,并在不同温度下进行热处理,通过X射线衍射(XRD)、显微硬度测试、电化学腐蚀测试和摩擦磨损实验等方法分析和评价镀层的组织构成、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层经320℃热处理后,组织结构由非晶向晶体转变,并伴随有Ni3P相的析出。此温度下热处理的Ni-P-SiC复合镀层:显微硬度最高,可达1120HV,为未热处理时显微硬度(620HV)的1.81倍;自腐蚀电位为–0.697 V,较未热处理样品的(–0.727 V)有所提高;腐蚀电流密度基本最小,为0.984μA/cm~(–2);磨损体积最小,为0.324×10~(–3) mm~3。340℃热处理的复合镀层则磨损体积最大,为1.43×10~(–3) mm~3。结论在AZ91D镁合金表面制备的Ni-P-SiC复合镀层经过320℃热处理保温1 h后,复合镀层的硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能均有所提高。     

感应钎涂金刚石/镍基合金复合涂层的性能

以45钢为基体,采用感应钎涂工艺在其表面制备金刚石/镍基合金复合涂层,通过洛氏硬度计、磨粒磨损试验机对涂层进行硬度和耐磨性测试,采用超景深显微镜、扫描电子显微镜对涂层、钎料和金刚石形貌进行观察,采用EDS对金刚石表面微区进行成分分析,初步研究了复合涂层的微观形貌、磨损规律及机制. 结果表明,金刚石颗粒在镍基合金复合涂层中弥散分布,与钎料合金实现了良好的冶金结合. 随着金刚石含量增加,可显著提高复合涂层的硬度及耐磨性. 当金刚石质量分数为20%时,涂层的宏观硬度达到63 HRC,较纯钎料涂层提高1.5倍;在相同的磨损试验条件下,纯钎料涂层的磨损失重为0.335 4 g,金刚石含量为20%的复合涂层磨损失重为0.097 9 g,仅为纯钎料涂层的29.2%.