石油管道基材表面化学沉积Ni-P-TiN镀层研究

采用化学沉积方法在石油管道基材20钢表面制备Ni-P-Ti N镀层,研究温度、Ti N粒子浓度以及p H值对Ni-P-Ti N镀层的影响,通过扫描电镜(SEM)来观察3种不同分散方式所制备镀层的表面形貌。结果表明:当温度为80℃、Ti N粒子质量浓度为2 g/L、p H值为4.8时,Ni-P-Ti N镀层的沉积速率最大,其最大值为8.7μm/h;采用机械搅拌+复合型表面活性剂工艺制备的Ni-P-Ti N镀层最为细密,仅有轻微团聚现象存在。     

电沉积工艺参数对Ni-TiN纳米复合镀层粒子复合量的影响

采用超声波辅助脉冲电沉积方法,在40Cr钢表面制备Ni-Ti N纳米复合镀层,研究工艺参数对其粒子复合量的影响,并用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对镀层的显微组织结构进行测试。结果表明:随着镀液中Ti N粒子浓度、阴极电流密度、超声波功率的增加,Ni-Ti N纳米复合镀层中的Ti N粒子复合量均呈先增加后减小的趋势;当Ti N粒子浓度为30 g/L、阴极电流密度为4 A/dm2、超声波功率为200 W时,Ni-Ti N纳米复合镀层表面粗糙程度较小、晶粒较为细致、组织均匀度较好,且Ti N粒子复合量达到最大值,为4.5%。     

热氧化温度对非平衡磁控溅射TiN镀层的影响

通过SEM和XRD法,研究不同热氧化温度下闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制备的TiN镀层形貌、相结构及性能的变化。结果表明:非平衡磁控溅射离子镀TiN镀层在700℃以下性能基本稳定,具有良好的热氧化性能,尽管600℃时生成少量TiO2相,但600℃之前断口形貌及组织结构保持稳定;700℃时镀层的单位质量氧化增重率迅速增加,氧化曲线出现拐点,镀层失效。     

微粒粒径对Ni-SiC复合镀层结构与硬度的影响

分别以粒径为30、70 nm,1、4、7.5μm的Si C微粒作为增强相制备Ni-Si C复合镀层,并对比研究微粒粒径对复合镀层形貌结构与硬度的影响。结果表明:微粒的引入不同程度影响复合镀层的形貌结构与硬度,致使择优取向由(111)晶面转变为(200)晶面;以纳米微粒作为增强相制备的复合镀层,形貌平整致密,硬度更高,约达520HV,且在(200)晶面呈明显择优取向;较均匀分布的纳米微粒充分发挥弥散强化和细晶强化作用,进而改善复合镀层的形貌结构与性能。     

占空比对脉冲电沉积Ni-AlN镀层摩擦学性能的影响

采用脉冲电沉积方法在45#钢表面制备Ni-Al N镀层。利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及摩擦因数测定仪研究Ni-Al N镀层显微硬度、磨损量及摩擦因数,并利用扫描电镜(SEM)观察Ni-Al N镀层磨损表面形貌。结果表明,当脉冲占空比为50%,Ni-Al N镀层显微硬度达到最大值808HV,磨损率达到最小值0.104%,摩擦因数达到最小值0.33。镀层表面划痕较浅,且黏着磨损现象较轻。     

汽车零件冲压模具用导柱表面Ni-SiO2纳米复合镀层的耐磨性能

为提高汽车零件冲压模具用导柱表面的耐磨性能,在导柱基材20Cr钢表面电沉积Ni-SiO_2纳米复合镀层。利用扫描电镜、能谱仪和透射电镜观察分析复合镀层的表面形貌、元素组成和显微组织,并利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测纳米复合镀层的硬度和耐磨性能。结果表明:纳米复合镀层的形貌质量较好,组织致密,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;主要含Ni、Si、O等元素,其中SiO_2的质量分数约为7.8%;平均硬度约为660HV,是20Cr钢的1.1倍;耐磨性能优于20Cr钢,平均摩擦因数约为0.4,是20Cr钢平均摩擦因数的3/4。纳米复合镀层能够为20Cr钢提供有效的表面磨损防护,将纳米复合镀层用在汽车零件冲压模具用导柱上可提高导柱表面的耐磨性能。     

汽车传动部件用40Cr钢表面Ni-nanoSiC复合镀层的制备

采用电沉积方法在汽车传动部件用40Cr钢表面制备Ni-nanoSiC复合镀层。以复合镀层中SiC质量分数和复合镀层的硬度作为指标,通过正交实验优化施镀工艺参数,得到最佳施镀工艺参数:搅拌速度为300 r/min、镀液中SiC颗粒质量浓度为20 g/L、温度为50℃、阴极电流密度为14 A/dm2。结果表明:采用最佳施镀工艺参数制备的Ni-SiC复合镀层表面平整、组织致密,其磨损机制为轻度磨粒磨损,平均摩擦因数约为0.45,低于40Cr钢的0.6;磨损量约为6.27 mg,相比40Cr钢约降低25.6%。Ni-nanoSiC复合镀层能够提供有效的防护,改善和提高40Cr钢的抗磨损性能。     

P含量对NdFeB磁性材料表面化学镀Ni-Cu-P合金性能的影响

为研究P含量对Ni-Cu-P合金镀层性能的影响,采用化学镀方法获得4种不同Ni、Cu、P含量的Ni-Cu-P合金镀层,研究4种镀层的微观形貌、晶体结构和耐腐蚀性能。结果表明:镀层表面形貌呈致密胞状结构,Ni、Cu、P元素分布均匀,镀层结构分别由晶态、混晶态和非晶态组成;Ni-Cu-P镀层的耐腐蚀性能随镀层中P含量的增加而增加,4种镀层中,非晶态镀层的耐腐蚀性能最好(P含量约占12%),晶态镀层的耐腐蚀性能最差(P含量约占1.7%)。     

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。     

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。     

ZK60镁合金表面化学镀镍

为提高ZK60镁合金的耐腐蚀性能,对其表面化学镀镍工艺进行研究。用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究预处理层和镀镍层的形貌、成分及镀层结构。镀层的耐蚀性能通过极化曲线测试分析。研究结果表明:在镀镍过程中,Ni-P镀层优先在酸洗产生的腐蚀坑处形核;镀镍1 h后可获得均匀致密、无明显缺陷的非晶态Ni-P镀层,镀层厚为17.64μm,磷的质量分数达12.32%;在质量分数为3.5%Na Cl溶液中,镀层的自腐蚀电位为-0.43 V,腐蚀电流密度约为基体的1/20,具有良好的耐腐蚀性能。     

海洋装备电机常用金属材料表面防护盐雾试验分析

针对海洋装备电机常用的7种典型金属材料2A12、7A04、2Cr13、05Cr17Ni4Cu4Nb、022Cr17Ni12Mo2、1J50、DT4C及常用的表面防护处理方式，进行盐雾试验，通过腐蚀形貌分析表面防护体系耐腐蚀性能，获得耐盐雾腐蚀性能最佳的表面防护体系。结果表明：钢基体化学镀镍磷合金镀层耐腐蚀性能优于铝基体，铝基体中7A04耐腐蚀性能优于2A12；铝基体硫酸阳极化、黑色电泳，铁基体铁红+丙烯酸聚氨酯漆、黑色电泳和化学镀镍耐盐雾腐蚀性能较好；不锈钢的Cr含量对材料耐腐蚀性能的影响显著，通常含Cr较高的不锈钢耐腐蚀性能较优，含Cr较低的不锈钢耐盐雾性能较差。为海洋装备用电机金属材料及防护措施的选用提供依据。     

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。     

基于AR模型的Ni-SiC镀层磨损量预测研究

采用脉冲-电沉积方法在T8钢表面制备Ni-Si C镀层,利用扫描电镜(SEM)、XRD衍射仪和磨损试验机对Ni-Si C镀层的表面形貌、组分及其磨损性能进行分析,并利用AR模型对Ni-Si C镀层的磨损量进行预测。结果表明:当脉冲占空比为40%时,采用脉冲电沉积法制备Ni-Si C镀层的表面粗糙度较小、晶粒细小、组织较均匀;经XRD分析,证实Ni-Si C镀层中Si元素的存在;AR模型能够较好的对Ni-Si C镀层磨损量进行预测,预测结果相对误差的最大值仅为3.7%。     

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。     

N80和Cr13钢在含CO2油田采出液中缓蚀性能研究

利用电化学工作站测试N80和Cr13两种钢在饱和CO_2油田采出液中添加不同浓度的ZK缓蚀剂的腐蚀行为,分析缓蚀剂用量对其腐蚀行为的影响规律,用高温高压反应釜借助失重法和腐蚀形貌观察确定最佳缓蚀剂用量下两种钢的缓蚀性能。结果表明:静态时,N80和Cr13钢在饱和CO_2油田采出液中分别呈现活化和钝化特征,N80钢的ZK缓蚀剂最佳用量为500 m L/L,而Cr13钢则为1 000 m L/L;动态时,N80钢缓蚀效率达97.95%,而Cr13钢则为95.20%。     

Cu-SiC复合镀层制备工艺及表征研究

用超声波-机械搅拌-电沉积法制备Cu-SiC复合镀层。利用正交试验对Cu-SiC复合镀层的制备工艺进行优化,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及磨损试验机对Cu-SiC镀层的表面形貌、组分及耐磨性能进行分析。结果表明:采用超声波-机械搅拌-电沉积法,可获得表面致密、晶粒细小的Cu-SiC复合镀层,且复合镀液稳定,没有出现自分解现象;最佳工艺为超声波功率200 W,机械搅拌速率300 r/min,SiC粒子浓度8 g/L,电流密度5 A/dm2。该工艺制备的Cu-SiC复合镀层耐磨性能较好。     

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。     

低温下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口形貌研究

采用精密多功能低温静载材料实验机和扫描电子显微镜,系统研究了低温条件下1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能和断口微观形貌,分析讨论了温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头拉伸性能的影响规律。研究结果表明:温度对1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸性能具有显著影响。低温下,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的强度均比室温高,但接头的延伸率均比室温下低很多。拉伸试样断口形貌分析结果显示,1Cr18Ni9Ti钢焊接接头的拉伸试样断口均为韧窝和撕裂棱混合型韧性断口,韧窝随温度的降低而变得细小、均匀。     

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.