Ni/Ni-TiN双层复合镀层制备及性能研究

为改善金属材料的显微硬度、耐磨性及耐蚀性等,采用超声-脉冲电沉积方法在45钢表面分别制备Ni-TiN和Ni/Ni-TiN双层复合镀层,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)以及电化学测试技术研究其表面形貌、组织成分和耐蚀性能。结果表明:与Ni-TiN镀层相比,Ni/Ni-TiN双层镀层胞状组织更加致密,晶胞间结合的更加紧密,孔隙更少,其孔隙密度可达到1.9个/cm2;Ni/Ni-TiN双层镀层的Ecorr向正偏移,达到最大值为-0.22 V,Icorr向负偏移,达到最小值为1.59×10-5A/cm2,表明Ni/Ni-TiN双层复合镀层有较好的耐蚀性;Ni/Ni-TiN双层镀层腐蚀初期,以均匀腐蚀为主,随腐蚀时间的延长,镀层腐蚀速率加快,由点蚀过渡到局部腐蚀状态;Ni/Ni-TiN双层镀层表面先出现腐蚀点,其直径不超过5.11μm。     

多场耦合沉积Ni-TiN纳米镀层的制备及表征

采用超声波场、磁场及电场等多场耦合电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-TiN纳米镀层。使用扫描电子显微镜、高分辨率电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机研究Ni-TiN纳米镀层的表面形貌、显微组织、物相组成及耐磨性能。结果表明:当多场耦合工艺参数TiN纳米粒子的质量浓度为8 g/L、阴极电流密度为2.5 A/dm2、脉冲占空比为40%、超声波功率为200 W、磁场强度为0.8 T,Ni-TiN纳米镀层表面较为平整,TiN粒子在镀层中均匀分布,镍晶粒明显细化,镀层表面粗糙度Ra为24.645 nm;在此工艺参数下,Ni-TiN纳米镀层的摩擦因数值最小,为0.35,其磨损量达到最小值,为50.8 mg,说明该镀层具有良好的耐磨性能。     

超声-电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及表征研究

通过超声-电沉积方法,在45钢基体表面制备Ni-TiN纳米镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度及电化学工作站对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微硬度以及耐腐蚀性能进行研究。结果表明:当超声波功率为200 W时,镀层表面颗粒组织进一步细化,且起伏较小,表面较为平整,其显微硬度达到最大值,为735.7HV;采用超声波功率为100 W和200 W制备的Ni-TiN纳米镀层,其腐蚀电流分别为1.549×10-4A/cm~2和6.368×10-5A/cm~2,TiN粒子平均粒径分别为83.1 nm和69.8 nm。     

基于RBF-BP算法的Ni-SiC镀层性能预测研究

采用磁场辅助喷射电沉积技术,在不同工艺条件下制备Ni-SiC复合镀层,通过构建4×4×4×7×10×1的RBF-BP复合神经网络模型预测Ni-SiC复合镀层耐蚀性.结果表明:RBF-BP复合神经网络的预测值与真实值拟合度为0.97497,高于单神经网络,表明复合神经网络能准确预测不同工艺参数下制备的Ni-SiC复合镀层耐蚀性.经复合神经网络预测,当电流密度为4 A/dm2、喷射速度为6 m/s、SiC粒子浓度为8 g/L、磁场强度为0.8 T时复合镀层腐蚀失重最低,复合镀层的耐蚀性最好.通过镀层表征研究分析可知,该条件下镀层晶粒显著细化,镀层表面较平滑,SiC纳米粒子复合量高且分布均匀.     

电流密度对Ni-TiN镀层微观组织及性能的影响

在45钢表面脉冲电沉积Ni-TiN镀层。利用原子吸收分光光度计(AAS)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计研究电流密度对Ni-TiN镀层TiN粒子含量、微观组织及显微硬度的影响。结果表明:随着电流密度的增加,镀层中TiN粒子的含量先增大后减少;当电流密度为7 A/dm2,TiN粒子含量达到最大值,为9.89%;电流密度为5~7 A/dm2,随着电流密度的增加,Ni-TiN镀层表面颗粒逐渐细化。Ni-TiN镀层的显微硬度随着电流密度的增大先增加后降低,电流密度为7 A/dm2时显微硬度达到最大值,为844.5HV。     

制备工艺对Ni-TiN纳米镀层晶体结构及耐腐蚀性能的影响

分别采用电沉积法、超声波-电沉积法及电磁场-超声波场-电沉积方法制得Ni-TiN纳米镀层,利用原子力显微镜(AFM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)及电化学综合测试仪对纳米镀层的晶体结构和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,采用ED,USED和MUSED制备Ni-TiN纳米镀层的均方根表面粗糙度为181.74,114.65,58.18 nm;MUSED制备的镀层中,镍晶粒和TiN粒子的平均粒径为45.9,28.3 nm。     

磁场强度对磁场-电沉积Ni-TiN镀层的影响

采用磁场-电沉积方法在40Cr表面制备Ni-TiN镀层,利用显微硬度计、扫描电镜、EDS能谱仪等仪器研究磁场强度对Ni-TiN镀层的显微硬度、表面形貌、TiN粒子复合量及镀液电流效率的影响。结果表明:当磁场强度为0.9 T时,镀层显微硬度达到最大值,为730HV;TiN粒子复合量的质量分数达到最大值,为3.6%;电流效率达到最小值,为73%。SEM分析表明,当磁场强度为0.5 T时,Ni-TiN镀层的晶粒尺寸较大,表面较粗糙;当磁场强度为0.9 T时,镀层表面较平整,晶粒显著细化。     

功率超声-脉冲电沉积制备Ni-TiN镀层及其耐磨损性能分析

通过功率超声-脉冲电沉积方法在45钢基体表面制备Ni-TiN镀层。利用原子力显微镜、透射电镜、扫描电镜及摩擦磨损试验机对Ni-TiN镀层的表面形貌、显微组织及耐磨损性能进行研究。结果表明:施加功率超声可使Ni-TiN镀层表面致密、光滑、晶粒细小且无明显团聚现象,TiN颗粒分散更加均匀,Ni晶粒与TiN颗粒的平均粒径为45.1、27.9nm;制得的Ni-TiN镀层耐磨性能较为优异,在干摩擦和油润滑条件下的磨损体积为1.2×10-3、0.2×10-3V/mm3。     

压缩机阀片表面的超声-电沉积Ni-TiN镀层的工艺研究

为提高压缩机阀片表面工艺性能,提高气阀使用寿命,采用超声-电沉积法在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层,研究TiN颗粒浓度、电流密度、超声波功率对压缩机阀片耐磨性能的影响。采用正交试验法优选出在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层的最佳工艺参数为:TiN质量浓度5g/L,阴极电流密度4A/dm2,超声功率250W。     

压缩机阀片表面的超声-电沉积Ni-TiN镀层的工艺研究

为提高压缩机阀片表面工艺性能,提高气阀使用寿命,采用超声-电沉积法在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层,研究TiN颗粒浓度、电流密度、超声波功率对压缩机阀片耐磨性能的影响。采用正交试验法优选出在压缩机阀片表面制备Ni-TiN镀层的最佳工艺参数为：TiN质量浓度5 g/L,阴极电流密度4 A/dm2,超声功率250 W。     

喷射电沉积Ni-TiN纳米镀层制备及其仿真研究

采用喷射电沉积法,以不同喷射参数在Q235钢表面制备Ni-TiN纳米镀层,并综合正交试验、Fluent软件对镀液喷射过程仿真模拟结果,得到制备Ni-TiN纳米镀层的最佳喷射参数组合.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站、摩擦磨损试验机等设备,观察分析镀层显微组织结构、测试镀层耐腐蚀与耐磨性,通过与仿真结果进行比对,验证仿真结果的准确性.结果表明:5#试样制备参数最佳,其参数是喷嘴出口直径为6 mm,喷嘴收缩角为45°,喷射压力为8 MPa;试样表面平整光滑、镀层结构致密,几乎无空隙,耐磨及耐腐蚀性能皆较强.     

射流电沉积Ni-SiC纳米镀层的腐蚀行为研究

为提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,采用射流电沉积方法,在Q235钢基体表面制备Ni-SiC纳米镀层。利用FLUENT软件仿真不同喷嘴直径对喷射镀液的速度和动能参数影响,采用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和电化学工作站对不同喷嘴直径下喷射电沉积制备Ni-SiC纳米镀层的表面形貌、显微组织、腐蚀行为进行研究。当喷嘴直径为8 mm时,喷射电沉积过程镀液的射流速度和动能较其他喷嘴直径下的大,最大射流速度和动能分别为113 m/s和543 J。此参数下制备的Ni-SiC纳米镀层具有致密、均匀的表面结构,大量SiC纳米颗粒嵌入Ni-SiC纳米镀层,Ni和SiC的平均粒径分别为342 nm和73 nm。结果表明:喷嘴直径对Ni-SiC纳米镀层的腐蚀性能影响较大;当喷嘴直径为8 mm时,Ni-SiC纳米镀层具有最佳的耐腐蚀性能。适宜的喷嘴直径,可提高镀液喷射速率和动能,从而提高Ni-SiC纳米镀层的耐腐蚀性能,得到的Ni-SiC纳米镀层与其他镀层相比组织结构更致密、均匀。     

40Cr钢电沉积Ni-W-PTFE复合镀层的耐蚀性研究

用电沉积法在40Cr钢表面制备Ni-W-PTFE复合镀层,研究PTFE乳液添加量对复合镀层的成分、微观形貌、粗糙度和耐蚀性的影响。结果表明：添加PTFE乳液制备的Ni-W-PTFE复合镀层成分为Ni、W、F、C,微观形貌不同于Ni-W合金镀层,表面轮廓起伏程度下降,耐蚀性提高。随PTFE乳液的添加量从3 mL/L增至14 mL/L,复合镀层中PTFE颗粒含量先增后减,晶胞尺寸和粗糙度均先减后增,耐蚀性先升后降。当PTFE乳液的添加量为10 mL/L时,Ni-W-PTFE复合镀层晶胞细小且紧密结合,PTFE颗粒的质量分数最高,为4.03%,表面轮廓起伏最小、粗糙度仅为0.258μm,腐蚀电流密度和腐蚀速率都最低,为9.096×10^-8A/cm²、3.7 g/(m²·d)。该复合镀层致密及较多PTFE颗粒弥散分布隔离腐蚀介质,延缓了腐蚀发展,耐蚀性更好。     

磁力搅拌-脉冲电沉积Ni-P-SiC镀层制备工艺研究

采用磁力搅拌-脉冲电沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层。采用正交试验法优化Ni-P-SiC镀层的制备工艺,利用扫描电镜（SEM）和磨损试验机进行Ni-P-SiC镀层表面形貌及耐磨性能分析。结果表明,磁力搅拌-脉冲电沉积复合制备Ni-P-SiC镀层的最佳工艺为：磁力搅拌速率200 r/min,脉冲占空比2∶1,脉冲电流密度4 A/dm2,SiC粒子的质量浓度6 g/L。1号试样的磨损较严重,磨损量为5.1 mg;6号试样的磨损则较轻,磨损量为2.7 mg。     

磁力搅拌-脉冲电沉积Ni-P-SiC镀层制备工艺研究

采用磁力搅拌-脉冲电沉积法在45钢表面制备Ni-P-SiC镀层。采用正交试验法优化Ni-P-SiC镀层的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)和磨损试验机进行Ni-P-SiC镀层表面形貌及耐磨性能分析。结果表明,磁力搅拌-脉冲电沉积复合制备Ni-P-SiC镀层的最佳工艺为:磁力搅拌速率200r/min,脉冲占空比2∶1,脉冲电流密度4A/dm2,SiC粒子的质量浓度6g/L。1号试样的磨损较严重,磨损量为5.1mg;6号试样的磨损则较轻,磨损量为2.7mg。     

Cu-SiC纳米复合镀层制备工艺研究

采用机械搅拌-电沉积方法,在45钢基体表面制备Cu-SiC纳米复合镀层。利用扫描电镜和摩擦磨损试验机研究机械搅拌速率、电流密度、SiC粒子质量浓度以及pH值等因素对Cu-SiC纳米复合镀层耐磨性能的影响及规律。结果表明,Cu-SiC纳米复合镀层的最佳制备工艺参数为:搅拌速率300 r/min,阴极电流密度4 A/dm2,镀液中SiC粒子的浓度4 g/L,pH值3.5~4.5。     

SiC纳米颗粒对脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层性能的影响

采用脉冲电沉积方法制备Ni-SiC复合镀层,研究SiC纳米颗粒对Ni-SiC复合镀层的表面形貌、组织成分、显微硬度、耐磨性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,含有SiC纳米颗粒的复合镀层比未含SiC的表面结构更紧致,镍晶粒更细小,且镀层中SiC纳米颗粒的质量分数达到最大,为5.79%。Ni-SiC复合镀层表面与内部的显微硬度差异较小,相较于金属基体,复合镀层的显微硬度均有较大的提高。当磨损时间为10 min时,未含SiC纳米颗粒的复合镀层磨损量最多,为3.12 mg。当SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ni-SiC复合镀层的平均显微硬度达到最大值,为600HV,磨损量达到最小值,为0.493 mg。Ni-SiC复合镀层在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的极化曲线形状相似,都没有钝化区域。当添加SiC粒子的质量浓度为3 g/L时,Ecorr向正移动达到最大值,为-0.441 V,Icorr达到最小值,为1.221×10-5A/cm2,表明Ni-SiC复合镀层的耐腐蚀性最好。     

基于RBF神经网络RE-Ni-Cu合金铸铁静态腐蚀性能预测

通过静态腐蚀试验获取35组样本数据,利用MATLAB软件的工具箱函数建立RBF神经网络预测模型,并对RENi-Cu合金铸铁的静态腐蚀深度和耐蚀性进行预测研究。结果表明:RBF神经网络预测RE-Ni-Cu合金铸铁在浓碱液中的静态腐蚀性能可行且有效,能较好地反映主要合金成分、腐蚀时间、碱液温度与静态腐蚀深度之间的非线性映射关系;当RBF网络的扩展系数为0.5,静态腐蚀深度的网络预测值与实测值之间的相对误差最小,且耐蚀等级和耐蚀评价的准确率均达到100%。     

硫酸铈对27SiMn化学镀Ni-Cu-P性能的影响

化学镀中引入稀土元素能显著改善镀层性能。在采煤液压支架立柱化学镀Ni-Cu-P防护的基础上,向镀液中添加不同含量的硫酸铈,研究其对化学镀层形貌、镀速及耐蚀性的影响。结果表明:随着镀液中硫酸铈含量的增加,镀层表面变得平整致密,在硫酸铈的质量浓度为32 mg/L时效果最佳,随后表面又变得粗糙;沉积速率呈现出先增大后减小的趋势,在硫酸铈的质量浓度为24 mg/L时达到最大值27.295μm/h。硫酸铈的加入总体上提高了原化学镀Ni-Cu-P镀层在酸碱盐中的耐蚀性,在其质量浓度为32 mg/L时表现出最好的耐蚀性能。     

高耐蚀、耐磨性化学镀Ni-Cu-P/ZrO2层的响应面设计制备

提高铁合金表面化学镀 Ni-Cu-P 层的耐蚀性与耐磨性对拓展其应用领域具有重要意义。在化学镀 Ni-Cu-P 的基础上,加入纳米 ZrO₂颗粒,研究复合镀层耐蚀性与耐磨性。以孔隙率作评价指标,用响应面试验设计(RSM-BBD)优化镀液配方,制备 Ni-Cu-P/ZrO₂复合镀层。用电化学工作站、摩擦磨损试验机等对镀层的耐蚀性与耐磨性进行检测。结果表明：加入 1.56 g/L纳米 ZrO₂后,镀层的孔隙率从 0.12 N/cm²降至 0.04 N/cm²;硬度从 479.1HV升至 522.5HV;腐蚀电位从-0.637 V 正移至-0.6 V;电流密度从 2.443×10^-5A/cm²降至 1.514×10^-5A/cm²;摩擦因数从 0.590升至 0.622;磨损率从 18.56×10^-4mm³/(N·m)降至 3.433×10^-4<...