激光重熔参数对镍基纳米TiN复合电沉积镀层性能的影响

目的：在NiCr20 TiAl基体材料上进行镍基纳米TiN电沉积复合镀后再开展激光重熔工艺,研究激光重熔参数对镀层表面质量、结合力及硬度的影响。方法采用正交实验,研究不同激光重熔参数(扫描速率、搭接量、离焦量等)对重熔镀层的影响,采用显微硬度计、扫描电镜和划痕仪进行硬度、表面形貌和结合力检测,以得到较优工艺参数。结果通过控制重熔参数对镀层表面能量和表面形貌的影响,以降低表面性能差异,以得到了激光重熔较佳工艺参数为：电流115 A,脉宽为8 ms,频率为10 Hz,离焦量15 mm,扫描速度230 mm/min,使获得的镀层表面形貌比较平整,结合力提高到大于60 N,硬度值平均为632HV,并且硬度分布均匀。结论激光重熔工艺可消除纳米复合电沉积过程中产生的间隙,纳米复合镀层致密均匀,镀层与基体之间产生良好的冶金结合,镀层表面硬度分布均匀,力学性能趋近一致。     

激光重熔对 Fe-ZrO2复合镀层形貌及性能的影响

目的进一步提高电沉积Fe-ZrO2纳米复合镀层的性能。方法在45#钢基体表面电沉积FeZrO2纳米复合镀层,并进行激光重熔后处理。通过正交实验分析激光重熔参数对镀层显微硬度、结合力和表面形貌的影响,并优化重熔工艺。结果优化的工艺为:电流150 A,脉宽8 ms,频率15 Hz,扫描速率250 mm/min,负离焦量2 mm。镀层经激光重熔后,硬度提高,纳米颗粒得到了细化,与基体形成了冶金结合。结论激光重熔可以改善Fe-ZrO2纳米复合镀层的微观形貌,提高其性能。     

激光重熔对纳米Ni-TiN复合镀层性能影响

为进一步提高超声-脉冲电沉积制备的纳米Ni-TiN复合镀层性能并强化镀层与基体的结合,采用激光对镀层进行重熔处理,研究了激光参数对镀层形貌及显微硬度的影响。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及显微硬度计观察并分析镀层激光重熔前后形貌、成分及显微硬度。结果表明,经过激光重熔后镀层表面平整、致密度提高、重熔层与基体形成了良好的冶金结合,且表面硬度提高到1298.7 HV0.1。     

磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2 纳米复合镀层性能的影响

目的 研究有无磁场条件和垂直、平行两种磁场方向对脉冲电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层性能的影响。方法 以45#钢作为基体,采用脉冲电沉积和磁场-脉冲电沉积法成功制备Ni-ZrO2纳米复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）观察纳米复合镀层的表面形貌、微观结构和表面粗糙度,利用显微硬度计、划痕仪、摩擦磨损试验机对纳米复合镀层进行显微硬度、结合力和摩擦磨损性能等力学性能研究。结果 相同工艺条件下,垂直磁场-脉冲电沉积条件制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层的晶粒形状为金子塔状,镀层表面粗糙度有所改善,复合镀层显微硬度值最高,为370HV。平行磁场-脉冲电沉积条件下制备的Ni-ZrO2纳米复合镀层表面平整,均匀致密,复合镀层中Zr的质量分数为8.27%,表面粗糙度Ra和Rq值分别为82 nm和105 nm,镀层结合力为337 N,磨损量低于其他两种镀层的磨损量。结论 施加磁场后,在磁场MHD效应作用下,纳米复合镀层表面形貌平整,均匀致密,显微硬度提高,并且与基体结合性能和耐磨性都优于无磁场条件下制备的纳米复合镀层。平行方向磁场对Ni-ZrO2纳米复合镀层的力学性能有更明显的促进作用。     

H13表面TiAlN/CrAlN复合涂层的摩擦磨损性能研究

采用真空电弧离子镀工艺在H13钢表面制备Ti Al N/Cr Al N复合涂层,利用划痕试验仪、盘式摩擦磨损试验机、金相显微镜和努氏硬度计分析Ti Al N/Cr Al N膜层的结合力和摩擦学性能,金相组织形貌和试样表面的显微硬度。结果表明,Ti Al N/Cr Al N复合薄膜表面组织分布均匀,结合致密,涂层与基体间的结合力是影响涂层承载能力的主要因素之一,Ti Al N复合涂层的摩擦性能优于H13基体和Cr Al N复合涂层的摩擦性能,Ti Al N/Cr Al N复合涂层的结合力分别为35 N和24 N,沉积有Ti Al N涂层试样表面摩擦系数最小,减摩效果最好,耐磨性能优越,并能有效地抵抗摩擦磨损。     

AZ91D镁合金Ni-P-TiN复合涂层的电沉积制备及其耐蚀性能（英文）

为了提高AZ91D镁合金的耐蚀性能和显微硬度,通过电沉积方法制备Ti N纳米粒子掺杂的Ni-P-Ti N复合涂层。应用扫描电镜、能谱和XRD等手段研究涂层的表面、界面形貌和显微组成,并结合电化学方法研究涂层的耐蚀性能。研究结果表明,经过活化、浸锌和预镀层等系列复杂前处理,可有效提高镁合金在电镀液中的稳定性和涂层结合力,Ti N纳米粒子可以通过电沉积方式掺杂至Ni-P基体中。Ti N纳米颗粒和后续热处理可以有效提高Ni-P涂层的显微硬度。腐蚀结果表明Ni-P-Ti N复合涂层的耐蚀性能比裸AZ91D镁合金大幅增加。在短期浸泡内,Ni-P-Ti N的耐蚀性能与没有Ti N纳米粒子掺杂的Ni-P涂层相当,但Ti N纳米粒子对于提高复合涂层长期耐蚀性能具有重要影响。     

45钢激光淬火工艺优化及性能

利用LSSK-009型数控激光熔覆机对45钢进行激光淬火,通过正交试验方法优化了激光淬火工艺参数,研究了离焦量、电流、扫描速度等工艺参数对45钢表面硬度的影响。结果表明:影响45钢表面硬度的主要因素是离焦量,其次是电流;最佳的激光淬火工艺参数为离焦量22.5 mm、电流210 A、扫描速度300 mm/min;45钢经最佳激光淬火工艺,搭接率为44%的多道扫描激光淬火处理后,由表及里依次为完全相变硬化层、热影响区和基体,其中完全相变硬化层的组织为针状马氏体和残留奥氏体,深度为0.48 mm,宽度为1.15 mm,硬度为842 HV0.2,比45钢整体淬火提高18%,热影响区的组织由完全马氏体逐渐转变为珠光体和铁素体组织,厚度为0.1~0.2 mm,硬度从823 HV0.2到438 HV0.2呈梯度分布;相邻道与道之间的表面硬度从842 HV0.2到450 HV0.2呈梯度分布,热影响区宽度为0.3 mm。     

激光重熔喷射电沉积纳米晶镍涂层微观结构

采用喷射电沉积法在45钢基体表面制备了纳米晶镍涂层,研究了激光重熔工艺对组织的影响.用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构和显微硬度.结果表明,在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面较平整、结合较致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但晶粒间仍有一定的间隙;经激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,使涂层致密化程度得以提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高.     

TC4表面激光熔覆沉积Ti40阻燃钛合金的工艺研究

采用半导体激光熔覆沉积,在传统TC4钛合金表面熔覆沉积Ti40合金。研究了激光熔覆沉积工艺对单道单层沉积层的几何尺寸、成分及显微硬度的影响,优化了激光熔覆沉积工艺。结果表明:随着激光功率的提高以及扫描速率的降低,熔覆层、重熔区以及热影响区尺寸均有所增加;随着送粉率的提高,熔覆层尺寸有所增加,而重熔区、热影响区尺寸均随送粉率的提高先提高而后降低。在各工艺条件下,热影响区硬度均显著高于基体区以及重熔区和熔覆层;激光功率1800~2700 W、扫描速率10 mm/s、送粉率11 g/min以及激光功率2400 W、扫描速率10 mm/s、送粉率8~17g/min时,均获得了成分、硬度分布均匀的重熔区和熔覆层,表明在以上工艺条件下,熔池内对流充分,基材与熔覆Ti40材料充分混合以及合金化。     

激光工艺参数对纳米SiO2复合镀层组织性能的影响

在H13钢表面通过纳米复合电刷镀的办法预置均匀分布的纳米SiO2镀层,然后通过高功率连续CO2激光处理预置表面,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了镀层处理前后表面形貌,测试了处理后镀层显微硬度的变化,结果表明:激光工艺参数能有效影响覆层表面形貌和硬度.通过激光处理,不仅可使纳米复合镀层的菜花头形状变成多变形晶粒,而且可以消除镀层间隙.在激光功率和速度比值为2的条件下,功率一定时,随扫描速度增加硬度上升;扫描速度一定时,随着激光功率增加硬度增加.试验优化后的最佳值为:功率参数为:2.0 kW≤P<3.1 kW,扫描速度参数为:0.8 m/min≤Vs<2 m/min.     

Ni-P-SnO_2复合镀层的制备及其性能

利用双脉冲电沉积技术在碳钢基体上制备了Ni-P-SnO2纳米复合镀层。以沉积速率、显微硬度及表面形貌为考察指标,获得制备Ni-P-SnO2纳米复合镀层的最优工艺条件:2g/L纳米SnO2、电流密度2A/dm2、镀液温度60℃、电镀时间30~40min、占空比20%~30%、频率100~150 Hz。通过SEM、XRD技术对Ni-P-SnO2复合镀层的表面形貌、相结构进行了表征;通过电化学测量技术对镀层的电化学行为进行了研究。结果表明:纳米复合镀层表面完整,没有明显的缺陷,纳米SnO2均匀地分布在Ni-P镀层中,硬度高,其耐蚀性能虽不及Ni-P镀层,缓蚀率也高达90%以上。     

激光同步辐照对电化学沉积铜组织结构及结合力的影响

目的 解决单一电化学沉积制备铜镀层沉积速度慢、沉积颗粒易团聚、晶粒生长不均匀及其与基体结合力差等问题。方法 采用沉积前激光处理、沉积过程激光同步辐照的方法,在316L不锈钢上制备铜涂层,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、自动划痕仪分析了铜镀层表面形貌、截面厚度、涂层物相和结合力,探究了激光的增强作用和复合沉积技术下镀层的生长机制。结果 激光同步辐照促进了晶粒的高择优取向及沉积电位的正移。单一晶面的高择优取向利于提高镀层晶粒生长的均匀性,使镀层表面的凸起、孔洞明显减少,变得平整致密。同时,激光同步辐照使镀层表面粗糙度维持在一个较低的范围,使沉积质量不会随沉积时间的增加而降低,有利于电化学沉积的继续进行,实现镀层增厚。相同沉积时间(60 min)下,传统电化学沉积所得镀层的沉积厚度为62.62μm,表面粗糙度为4.741μm;而激光同步复合电化学沉积所得镀层的沉积厚度为138.39μm,表面粗糙度为0.995μm;且镀层表现出与基体更佳的结合力,与基体间的极限载荷可达98.2 N。结论 激光同步辐照提高了铜镀层的沉积效率、质量及其与基体间的结合力。     

电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响

目的通过研究电沉积方式对Ni-SiC纳米复合镀层性能的影响,进而改善Ni-SiC纳米复合镀层的性能。方法采用直流电沉积和脉冲电沉积分别制备Ni和Ni-SiC纳米复合镀层,使用扫描电镜和能谱仪研究镀层的表面形貌和成分,通过测量施镀前后镀件质量差计算沉积速率,采用硬度计测量了镀层的硬度,利用极化曲线和电化学阻抗方法研究镀层在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性能,分析了直流电沉积方式和脉冲电沉积方式对镀层各项性能的影响。结果脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层的表面形貌更加致密、均匀、光滑,镀层硬度为616.3HV,自腐蚀电流为9.56×10~(-6) A,比直流电沉积制备的Ni-SiC纳米复合镀层的硬度和耐蚀性能均有所提高。结论电沉积方式对复合镀层的性能有很大影响,脉冲电沉积方式制备的Ni-SiC纳米复合镀层具有更好的性能。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层及其结合强度分析

为提高纳米复合镀层中的纳米粒子含量,采用电泳-电沉积技术在铜基体上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.首先用电泳沉积工艺在基体上均匀沉积出粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后在Al2O3涂层中电沉积金属镍,得到Al2O3体积分数高达55.6%的纳米复合镀层.对镀层表面形貌及镀层与基体的结合强度进行了测试与分析.结果表明,相比于纯镍镀层,采用电泳-电沉积法所制备纳米复合镀层的组织致密均匀,晶粒明显细化,镀层与基体的结合强度有所提高.     

AZ91HP镁合金电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层的显微结构与耐磨性(英文)

以AZ91HP镁合金为研究对象,以纳米氧化硅为第二相粒子,通过纳米复合电沉积法制备AZ91HP镁合金Ni-SiO2纳米复合镀层。利用扫描电镜观察纳米复合镀层的显微形貌与微观结构,利用显微硬度计测定纳米复合镀层显微硬度,利用M200摩擦磨损试验机测试纳米复合镀层的耐磨性能。结果表明:在AZ91HP镁合金表面获得了结晶均匀、结构致密的Ni-SiO2纳米复合镀层;纳米复合镀层剖面形貌显示纳米复合镀层与镁合金基体结合良好;镀液中纳米颗粒含量为10g/L时,AZ91HP镁合金表面电沉积Ni-SiO2纳米复合镀层的显微硬度最高,最高达HV367;摩擦磨损试验表明纳米复合镀层与镀镍层、镁合金基体相比,耐磨性明显提高,这是由于纳米颗粒的细晶强化和弥散强化所致;纳米复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损,镁合金基体磨损机制为粘着磨损,镀镍层磨损机制为剥层磨损。     

离焦量对 45# 钢表面激光熔覆镍基碳化钨粉的影响

目的研究激光熔覆过程中离焦量对熔覆层成形质量的影响。方法在扫描速度(2 mm/s)和送粉电压(8 V)不变的情况下,通过改变熔覆头与基体间的距离和激光功率,对比分析不同离焦量对熔覆层尺寸、洛氏硬度、界面显微硬度和金相组织的影响,并确定最佳离焦量。结果当离焦量D_L=3,4 mm时,熔覆层表面硬度先逐渐增大后趋于稳定,洛氏硬度高达55~56HRC;当离焦量D_L=5,6 mm时,由于离焦量过大,导致基体与熔覆层冶金结合不牢固,部分粉末颗粒没有充分熔化附着在熔覆层表面,熔覆层质量较差。同一功率下,随着离焦量的增大相对熔覆层宽度会减小;当离焦量D_L=3 mm时,冷却速度最大、熔覆层底部由柱状晶沿着熔体最易散热方向生长明显,在熔覆层上部形成了等轴晶组织。结论激光熔覆时离焦量是不可忽视的工艺参数之一,最终优化工艺参数为:扫描速度2 mm/s,送粉电压8 V,激光功率1200 W,最佳离焦量3 mm。     

激光重熔对纳米Ni-Al2O3复合镀层拉伸性能的影响

利用喷射电镀方法在45钢基体表面制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层,并对其进行了激光重熔处理.分析了Ni-Al2O3复合镀层和激光重熔层的微观组织,分别测试了基体材料、经过激光作用前后的复合镀层的拉伸性能.结果表明:在优化的实验参数条件下,喷射电镀工艺能够制备出1.44wt％的纳米Ni-Al2O3的复合镀层,镀有纳米复合镀层的试件抗拉强度和伸长率高于基体材料,经过激光重熔后的试件的抗拉强度和伸长率进一步提高.     

38CrMoAl钢表面激光熔覆Ni基合金工艺研究

利用正交试验法对38CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时激光功率、扫描速度和离焦量等工艺参数进行优化,得到熔覆层硬度和耐磨性能较为优良的参数组合,并研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层性能的影响.结果表明,选择激光功率2.0 kW,离焦量40 mm,扫描速度6 mm/s作为35CrMoA1钢表面激光熔覆Ni60合金时的工艺参数,熔覆层硬度可以达到880.5 HV,相对耐磨性为2.26.     

电沉积方式对Ni-CeO_2纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声辅助脉冲电沉积制备Ni-CeO2纳米复合镀层,研究电沉积方式对纳米复合镀层表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析其磨损机理。结果表明:电沉积方式对Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒尺寸和性能有较大影响;当超声波引入脉冲电沉积过程时,超声波的强力搅拌作用和超声空化效应能促进CeO2纳米颗粒在镀层中均匀分布,进一步减小镀层的晶粒尺寸,明显提高镀层的显微硬度,从而改善镀层的摩擦磨损性能;Ni-CeO2纳米复合镀层的摩擦磨损性能均优于纯Ni镀层的;而超声辅助脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒更加细小、显微硬度最高,其摩擦因数最低,耐磨损性能最佳。     

工艺参数对钛合金激光熔覆 CBN 涂层几何形貌的影响

目的获得制备形貌较佳的CBN激光熔覆层的工艺参数。方法以CBN粉末为熔覆材料,在TC11钛合金表面制备CBN熔覆层。设计正交试验,利用金相法检测熔覆层的几何形貌参数,研究工艺参数(激光功率、扫描速度、离焦量、预置层厚度)对涂层几何形貌的影响规律。结果随着激光功率、扫描速度、离焦量和预置层厚度的增大,熔覆层宽度、高度以及熔池深度都发生相应的改变。其中扫描速度对熔覆层形貌的影响最大,其次为激光功率和预置层厚度,离焦量的影响最小。随着激光功率增大,熔覆层宽度先增大后减小,熔覆层高度逐渐降低,熔池深度逐渐增大。扫描速度、离焦量和预置层厚度的增加都导致熔覆层宽高和熔池深度的减小。结论最优的工艺参数为:激光功率1400W,扫描速度4mm/s,离焦量35mm,预置层厚度0.4mm。