Ni-金刚石复合共沉积过程研究

利用复合电沉积技术制备了Ni-金刚石复合镀层,研究了溶液中微粒悬浮量对复合量的影响,并从两步吸附、微粒传输及界面作用力等不同角度初步探讨了金刚石微粒进入镀层的共沉积过程。结果表明:在研究范围内,随溶液中金刚石微粒悬浮量的提高,镀层中微粒复合量先升高而后缓慢降低。Ni-金刚石复合镀层的形成与N.Guglielmi的两步吸附模型及Yeh的微粒传输模型不完全吻合。分析认为,金刚石微粒与镍金属的共沉积分2个阶段,第1阶段,微粒依靠搅拌作用传输至电极表面,第2阶段,微粒在高场强协助下通过界面作用力的作用逐渐被沉积金属埋覆。     

Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能研究

为探究金刚石固结磨料研磨盘的复合电沉积制备工艺,对Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能进行了研究。通过扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机分析研究镀液金刚石浓度、电流密度、温度、沉积时间对复合镀层质量的影响。经试验得到最佳工艺参数:金刚石浓度40g/L,电流密度3A/dm2,温度50℃,沉积时间90min。经检测Ni–金刚石复合镀层表面平整,且金刚石粉末沉积均匀,复合镀层的耐磨性能相较于传统的镍层明显提高。     

摩擦喷射复合电沉积MoS2/Ni镀层结构与性能研究

利用摩擦喷射复合电沉积工艺在钢基材料上制备MoS2/Ni减摩复合镀层,观测分析了镀层形貌结构,并对其性能进行测试.研究表明,MoS2加入到镍镀层后,能显著改善镀层摩擦学性能,相同测试条件下,摩擦因数为同工艺纯镍镀层的1/4,磨损失重也仅为纯镍镀层的13 %.复合镀层磨损形式为磨粒磨损,除了有个别较浅、较窄磨痕之外,磨损表面较为光滑,没有出现粘着现象.     

金刚石粒子前处理工艺对复合镀层耐磨性的影响

为得到应用于化学复合镀技术的金刚石粒子良好处理工艺,对粒子进行了各种前处理的探索。试验选取铜基体材料,在其表面进行复合镀层制备,对获得的镀层,利用磨损试验机等仪器设备进行耐磨性等性能的表征,并进行讨论分析。结果表明:OP-10、硝酸处理的粒子镀层表面镍磷球均匀细小,形态一致;盐酸处理过的粒子镀层摩擦性能最佳。综合来看,对金刚石微粒进行合理的前期处理能有效提高镀层硬度和耐磨性。     

不同前处理对复合镀层与基体的结合力影响研究

为探究具有优良性能的复合镀层的金刚石处理工艺,对金刚石微粒进行不同的前期处理,以不同前处理方式的金刚石微粒为研究对象,运用化学复合镀的方法,在铜基体的表面制备镍-磷-金刚石复合镀层。分别利用自动划痕仪测试镀层的结合力并进行讨论分析。结果表明:王水、硝酸处理的粒子镀层结合力最强。综合来看,对金刚石微粒进行合理的前期处理能有效提高镀层的结合力。     

化学复合镀镍-磷-金刚石镀速的研究

研究了在化学校镍磷合金镀液中加入金刚石微粒形成镍-磷-金刚石复合镀层的共沉积过程，分析镀液中各成分及操作条件对合金镀层沉积速度的影响，并对镀层的组织和性能进行了测试，结果表明：Ni—P—金刚石复合镀层镀速可达28μm/h，硬度可达HV0.11850左右。     

含纳米金刚石的复合镍刷镀层的摩擦学特性

利用电刷镀技术将ＴＮＴ／ＲＤＸ（５０／５０）混合炸药爆炸后生成的爆炸黑粉（由超微细纳米金刚石，石墨及无定形碳等组成）与快速镍刷镀液混合制备了一种含纳米金刚石的镍盐复合镀层，并对其摩擦磨损性能及机械性能等进行了研究。结果表明，含纳米金刚石的镍基复合镀层其显微镜硬度比快速镍镀层的有明显提高，其耐磨性比快速镍刷镀层提高两倍，其摩擦系数降低了４０％，并且在试验范围内其减摩擦对磨性能随着的纳米金刚石含量增加     

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。     

长效自润滑耐磨耐蚀复合镀层制备工艺及性能研究

以长效自润滑耐磨、耐蚀复合镀层制备技术,采用45#钢为基体材料、Ni-B为基底合金、Ni-W-P为基质合金、添加耐磨人造金刚石微粒和固体润滑剂(CF)n微粒,镀制Ni-B和Ni-W-P/金刚石-(CF)n双层复合镀层。试验结果表明:该工艺得到的Ni-B和Ni-W-P/金刚石-(CF)n双层复合镀层表面光亮,质感均匀,粗糙度为Ra0.2;镀层结合力良好;耐蚀性优良;经过相同次数磨损试验,磨损量仅为未镀试件的21.2%。     

镍-金刚石复合镀层的制备工艺及耐磨性比较

沉降共沉积技术是提高复合镀层颗粒含量的有效途径.为了进一步提升复合镀层中的颗粒含量,采用由该技术衍生出的悬浮法和埋砂法制备Ni-金刚石复合镀层.随后对复合镀层的耐磨性进行了试验评价.研究结果表明,温度对悬浮法制备的镀层颗粒含量影响显著,而镀液中的金刚石颗粒浓度对两种工艺结果的影响趋势基本相当.两种方法综合比较表明,当镀...     

纯铜表面氩弧熔覆TiB2/Ni复合涂层组织及耐磨性能

通过氩弧熔覆技术在纯铜表面制备TiB₂增强 Ni 基复合涂层,以改善其耐磨性能. 将钛粉、硼粉和镍粉在球磨机中充分混合,采用氩弧熔覆技术将纯铜表面预置粉末熔化制备出陶瓷颗粒增强镍基熔覆层. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析涂层的物相及涂层中陶瓷颗粒相的组成、分布及结构,利用显微硬度仪和摩擦磨损试验机测试涂层的显微硬度和耐磨性能. 结果表明,熔覆层物相主要包括γ(Ni, Cu)和TiB₂;陶瓷颗粒增强相弥散分布于熔覆层中,其中颗粒相TiB₂以六边形存在,熔覆层内部与基体界面处均无缺陷产生;熔覆涂层具有较高的显微硬度,当(Ti+B)质量分数为10%时,涂层显微硬度高达781.3 HV,与纯铜基体对比,熔覆层显微硬度提高约11.7倍;在相同磨损条件下,随(Ti+B)质量分数的增加,熔覆涂层的摩擦系数及磨损失重先减小后增大;氩弧熔覆原位自生TiB₂陶瓷颗粒增强镍基熔覆层可显著提高纯铜表面的耐磨性能.     

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%.     

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.     

纳米金刚石粒径对Ni-P化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响

为提高化学镀镀层的耐磨性和耐腐蚀性,采用化学镀制备含不同粒径的纳米金刚石Ni-P-D复合镀层,通过SEM、XRD、摩擦磨损试验、磨粒磨损试验和电化学试验,探究纳米金刚石粒径对Ni-P镀层微观形貌、力学性能、摩擦磨损性能、磨粒磨损性能和耐腐蚀性能的影响。经化学复合镀可以得到与基体结合良好,厚度约为30 μm,含纳米金刚石的Ni-P-D复合镀层;含50 nm 金刚石的Ni-P-D复合镀层的硬度最高,抗摩擦磨损和磨粒磨损性能最好;随着纳米金刚石粒径减小,Ni-P-D复合镀层的摩擦系数和抗腐蚀能力提高,含5 nm金刚石的Ni-P-D复合镀层的摩擦系数最小,抗腐蚀能力最强。      

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。     

纳米WC/PTFE镍基复合电刷镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

针对单一纳米颗粒电刷镀镀层综合性能存在的不足,利用电刷镀技术在45钢基材上制备含纳米WC和PTFE的镍基复合镀层。采用扫描电子显微镜观察电刷镀复合镀层的表面形貌和显微结构,球盘式摩擦磨损试验机测试其干摩擦条件下摩擦磨损性能,在pH=4浓度为0.05mmol/L的硫酸溶液中进行耐腐蚀性试验。结果表明:在镀液中添加不同含量纳米粒子,可以不同程度填补粒子之间的空缺,使镀层表面平整、光滑;含纳米WC和PTFE镍基复合镀层的耐磨损和耐腐蚀性能强于纯镍基镀层和45钢基体,这是由于纳米粒子细晶强化和弥散强化所致;当含1.5g/L纳米WC与7g/L纳米PTFE乳液的复合镀层耐磨损性能最佳;含1g/L纳米WC与5g/L纳米PTFE复合镀层的耐腐蚀性能较纯镍基复合镀层提高一倍;45钢的磨损机制是粘着磨损,纯镍基镀层的磨损机制是剥层磨损,纳米WC/PTFE镍基复合镀层的磨损机制是磨粒磨损。     

粒径对电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用复合电沉积的方法,在一定的工艺条件下制备出Ni-SiC复合镀层。通过摩擦磨损试验、电化学腐蚀试验,并利用扫描电镜观察镀层的磨损和腐蚀形貌,综合分析了SiC颗粒大小对镀层性能的影响。结果表明：当SiC粒径为2μm,添加量为60 g.L-1时,镀层的显微硬度最高,耐磨性能最佳;复合镀层的耐蚀性比纯镍镀层和钢基体优越,但随着SiC粒径的增大,镀层的耐蚀性反而有所下降。     

Preparation and characterization of graphite-nickel composite coatings by automatic brush plating

Composite coatings of nickel with G particles were produced on AISI 1045 carbon steel substrate by using a newly developed automatic brush plating system. Pure nickel coating was also prepared for comparative study. The volume percent incorporation of G powder in the composite coatings was investigated with respect to its concentration in bath and relative anode to cathode speed. It was shown that the volume percentage of G was strongly affected by these parameters. The G particle distribution in the composite coatings was uniform across the coating at low concentration of G in bath and agglomerated on the surface at high concentrations. The wear and friction properties of G-Ni composite coatings containing different amounts of G particles were studied. The results revealed that hardness, wear resistance and friction coefficient are dependent on volume percentage of G in composite coating. In this study, it was shown that G-Ni composite coating with 15% G possessed the best wear-resistance property.     

添加金刚石颗粒的Ni60涂层组织和性能研究

目的研究金刚石颗粒对Ni60涂层的组织硬度和耐磨性的影响,对比无金刚石颗粒的Ni60涂层与含20%金刚石颗粒的Ni60涂层的组织及性能差异。方法将预热后的Ni60和Ni60+20%金刚石粉末在Ar气保护下球磨10 h,对球磨后的粉末进行造粒,过筛后,选出粒度低于200目的粉末作为喷涂材料,并在钢基体表面进行火焰喷涂,制备Ni60涂层和含20%金刚石颗粒的Ni60涂层,对获得的涂层进行X射线衍射分析、扫描电镜观察、显微硬度和耐磨性测试。结果通过火焰喷涂获得了组织致密性较好的Ni60涂层和含20%金刚石颗粒的Ni60涂层。抛光后,Ni60涂层的断面整洁,无粗糙区域,而含20%金刚石颗粒的Ni60涂层断面出现大面积粗糙区域。Ni60涂层的显微硬度约为694.2HV,含20%金刚石颗粒的Ni60涂层的显微硬度约为891.8HV。在载荷6 N、转速为1000 r/min的条件下,Ni60涂层每10 min的磨损量为10.7×10-5 g/mm2,20%金刚石颗粒的Ni60涂层每10 min的磨损量为9.6×10-5 g/mm2。结论由于金刚石颗粒的硬度非常高,经过砂纸打磨和抛光后,含20%金刚石颗粒的Ni60涂层断面不会像纯金属涂层那样出现光洁、整齐的形貌,而是在涂层局部区域出现较粗糙的形貌。通过对比Ni60涂层和20%金刚石颗粒的Ni60涂层的力学性能,20%金刚石颗粒的Ni60涂层的显微硬度高于Ni60涂层,耐磨性比Ni60涂层好。在低载荷、高滑动摩擦速率的条件下,涂层以微量去除的磨损方式进行。