Effect of Rare Earth Elements on Depositing Rate of Nickel Alloy Brush Plating Coatings

The effect of four kinds of rare earth elements on the depositing rate of Ni-based alloy brush plating coatings was investigated. The results indicate that all of the selected rare earth elements increase the depositing rate of Ni-based alloy coatings, and Sm increases the depositing rate most obviously. There is an optimum amount of rare earth addition in the plating solution. With the change of plating voltage to a certain extent, the results reveal no differences. The mechanism of the increase of the depositing rate was analyzed.

镍-钴-氧化铝复合电刷镀工艺及其性能

[目的]研究不同工艺参数和Al_(2)O_(3)纳米颗粒用量对45钢表面复合电刷镀Ni-Co-Al_(2)O_(3)的影响,提升45钢的耐磨性。[方法]通过扫描电子显微镜观察不同条件下所得镀层的表面形貌及截面形貌,以确定合适的工艺参数。再在此基础上研究了Al_(2)O_(3)纳米颗粒质量浓度对Ni-Co-Al_(2)O_(3)复合镀层显微硬度和耐磨性的影响,结合磨损形貌观察和元素组成分析,探讨了复合镀层的磨损机理。[结果]复合电刷镀的较佳工艺参数为:电压10 V,温度40~50℃,镀笔速率6~8 m/min。镀液中Al_(2)O_(3)纳米颗粒的质量浓度为20 g/L时,Ni-Co-Al_(2)O_(3)复合镀层的显微硬度最高(约为850 HV),耐磨性最好。Ni-Co-Al_(2)O_(3)复合镀层的磨损机理以疲劳磨损为主,并伴随轻微的粘着磨损。[结论]通过电刷镀技术可在45钢表面获得高硬度、耐磨损的Ni-Co-Al_(2)O_(3)复合镀层。

弱活化时间对球墨铸铁电刷镀厚镍层的影响

结合电刷镀技术和电接触强化技术在球墨铸铁表面获得厚度为1.6 mm的厚镍镀层,为零件的大尺寸修复提供一种可行的方法。重点考察了弱活化时间对镀层增厚的影响。结果表明,弱活化时间过短或过长都不利于电刷镀得到厚镍镀层。当弱活化时间为2.5 min时,基体表面状态良好,能够通过电刷镀得到完整、结合良好的厚镍镀层,且该镀层在电接触强化过程中没有发生起皮、剥落现象,具有良好的电接触强化适应性。

电刷镀在飞机故障件修理中的应用

针对机上导管镍镀层出现裂纹漏油故障和飞机架活塞杆上镉-钛合金镀层脱落问题,通过试验研究得到了适合修复上述故障件的电刷镀镍和电刷镀镉工艺。

电刷镀镍对30Cr13钢耐腐蚀和力学性能的影响

在30Cr13钢表面电刷镀镍以实现对钢构件的快速修复。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)考察了电刷镀镍层的表面形貌和元素分布。通过动电位极化曲线测试、洛氏硬度测量及摩擦磨损试验对比了30Cr13钢电刷镀镍层前后的耐腐蚀性能和力学性能。结果表明,电刷镀镍层表面呈胞状结构,厚度可达20μm,与基体结合良好。与30Cr13钢基体相比,电刷镀镍层的腐蚀电位更正,腐蚀电流密度降低了1个数量级,即耐腐蚀性能更好。30Cr13钢和电刷镀镍层的洛氏硬度分别为34.09 HRC和45.72 HRC,电刷镀镍层的耐磨性比30Cr13钢好。

复合刷镀Ni-ZrO_2工艺与性能研究

复合刷镀 Ni- Zr O2 镀层具有优良的高温性能。对 Ni- Zr O2 复合刷镀工艺中刷镀电压和电流密度 ,刷镀电压与镀层显微硬度的关系进行了研究。镀层的显微硬度、耐热性等性能进行了测试。对镀液中粒子含量对镀层中粒子含量的影响 ,以及时效热处理对硬度的影响进行了分析。

快速镍电刷镀液的组成与性能

就常用电刷镀镍溶液的组成、含量及其对镀液及镀层性能的影响进行了试验研究。研究结果表明:[NH3]/[NI2+]摩尔浓度比值的大小是影响镀液及镀层性能的关键因素。适量地加入柠檬酸三铵(50～70g/L)对镀液有好的作用,过多地加入柠檬酸三铵对镀液有不利的作用。

n-Al_2O_3/Ni-Co纳米复合电刷镀层表面形貌的分形维数研究

采用电刷镀技术,在45钢上获得了n-Al2O3/Ni–Co纳米复合电刷镀层。研究了镀液中纳米颗粒加入量对镀层的表面形貌和显微硬度的影响,并利用盒维数的计算方法,计算了表面形貌的分形维数,初步建立了表面形貌的分形维数与镀层显微硬度之间的关系。对比分析表明:随着镀液中纳米颗粒含量的增加,镀层表面形貌的分形维数先减小后增大,镀层的显微硬度则先增大后减小,但都在镀液中纳米颗粒加入量为20g/L时达到最值,即镀层表面形貌的分形维数与其显微硬度有负相关的对应关系。

n-Al_2O_3/Ni-P复合电刷镀层的组织及摩擦磨损特性

研究了镍磷基纳米Al2O3复合电刷镀层(n–Al2O3/Ni–P)的组织特征及摩擦磨损特性,并与镍磷合金刷镀层进行了比较。结果表明:n–Al2O3/Ni-P复合刷镀层表面粗糙度更小,组织有明显的细化倾向;当镀液中n–Al2O3含量为20g/L时,复合刷镀层的硬度最高,达561HV,是Ni–P镀层硬度的1.3倍,此时复合镀层的耐磨性也最好,磨损失重相比于Ni–P镀层,减少60%以上。

稀土添加剂对快速镍刷镀层的影响

研究了稀土元素铈对快速镍电刷镀工艺及镀层的影响。结果表明,镀液中硫酸铈加入量为0.3～0.6g/l时,稀土元素可以提高镀层沉积速度,改善镀层表面质量,降低镀层孔隙率,提高镀层硬度,但不降低镀液稳定性和镀层结合力。同时指出,镀层质量的提高是由于稀土元素使镀层的内部组织结构产生了变化。

刷镀工艺参数对镍镀层显微组织与耐磨性能的影响

为了提高电刷镀镍层的耐磨性能,系统研究了刷镀工艺参数对镍镀层显微组织和耐磨性能的影响。结果表明:镀笔移动速度、刷镀电压对镍镀层的组织和耐磨性能有着重要影响;镀笔移动速度为10 m·min^(-1)和刷镀电压为12 V时,镀层的组织致密均匀、胞状晶粒团的尺寸较小,晶粒细小,镀层的耐磨性能较高,此时镀层的磨损量为0.002 g;镀笔移动速度过小和刷镀电压过大都会使镀层组织恶化,磨损量增加。

06Cr19Ni10不锈钢电刷镀前处理工艺的优化

为优化不锈钢电刷镀前处理工艺,改善电刷镀镍层与奥氏体不锈钢基体间的结合力。以不锈钢电刷镀快速镍前处理工艺为对象,通过弯曲试验和热震试验探讨了硫酸型活化液(No.1)和盐酸型活化液(No.2)对基体结合力的影响,确定了活化液的种类和活化方式。同时,采用确定的活化组合,以镀层的结合力为考察指标,采用正交试验方法优化了No.2活化液的活化工艺参数及特殊镍打底层工艺参数。弯曲试验和热震试验结果表明:单独采用No.2活化液较单独使用No.1活化液效果好;No.2和No.1组合(No.2活化液反极性+No.1活化液反极性+No.1活化液正极性)活化镀镍层与不锈钢基体的结合力最好。正交试验结果表明:No.2活化液最佳工艺参数为活化电压12 V,活化时间20s;最佳打底工艺参数为特殊镍电压12V,特殊镍时间60s;采用组合活化方式,在该优化工艺条件下获得的快速镍镀层,经过78次热震试验后镀层无脱落、起皮现象,镀层与不锈钢基体之间有良好的结合力。

曲轴电刷镀镍-钨合金镀层的研究

采用电刷镀方法在失效的柴油机曲轴磨损表面制备了镍-钨合金镀层,并对其性能进行了研究.结果表明：循环速率和工作电压对镀层的耐磨性有较大影响.当循环速率为6～8 m/min,工作电压为14 V时,镀层的耐磨性、硬度和抗拉强度比曲轴基体的有较大幅度的提高,镀层与基体的结合力良好,反映出修复的曲轴能够满足应用要求.

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。

电刷镀制备镍/钴多层膜的工艺优化

采用单液法电刷镀制备200μm厚的Ni／Co多层膜镀层。镀液配方和工艺为：NiS04·7H20250g／L，COS04·7H2017～50g／L，HaB0335g／L，NaCl20g／L，十二烷基硫酸钠0．1～0．5g／L，pH2．0～5．0，温度40～60℃。通过单因素试验确定镀液的CoS04·7H20与NiS04·7H20的质量浓度比为1：10，镍、钴单层的沉积电压分别为9．0V和3．5V。通过对比不同厚度单层膜的Ni／Co多层膜镀层的表面形貌、元素组成、表面粗糙度、显微硬度和耐磨性能，分析单层膜厚度变化对Ni／Co多层膜镀层性能的影响，最终确定较优单层膜厚度为4gm。所得Ni／Co多层膜镀层的显微硬度为496．8Hv，摩擦因数为0．42，耐磨性最好。

镀镍与镀铜对SiC_p/6063Al复合材料真空钎焊接头剪切强度的影响

采用表面金属化工艺在60%SiCp/6063Al复合材料表面制备镀铜层和镀镍层,然后对表面金属化处理前的复合材料进行真空加压钎焊,研究了镀镍和镀铜对复合材料钎焊接头剪切强度的影响。结果表明:复合材料表面镀层均与基体紧密结合;在570℃的钎焊温度下,随着保温时间延长,钎焊接头的剪切强度逐步增大;与表面镀镍及未镀金属的相比,表面镀铜复合材料接头的剪切强度更高,接头的剪切强度最高可达55.4 MPa,且其剪切断裂发生在钎料层和复合材料内部;镀镍会降低接头的剪切强度。

可溶性阳极电刷镀纳晶Ni-P-SiC复合镀层的耐磨损性能

采用可溶性镍阳极电刷镀方法,在铜片上制备了Ni–P纳晶镀层和Ni–P–SiC复合镀层,镀层表面平整、致密、无裂纹。纳米颗粒的加入没有改变镀层的纳米晶结构,对镀层磷含量影响不大。硬度测试和摩擦磨损试验表明:纳米SiC的加入起到细晶强化和弥散强化作用,可以提高镀层的硬度和耐磨性能;添加纳米颗粒后镀层磨损方式由黏着磨损转变为磨粒磨损。

电刷镀Ni-CNTs/PTFE纳米复合镀层的摩擦磨损与耐腐蚀性能

再制造工程中很多表面镀层要求具有优异的摩擦磨损与耐腐蚀性能,利用纳米电刷镀技术在45钢基材上制备NiCNTs、Ni-CNTs/PTFE、Ni-WC/PTFE-CNTs复合镀层。采用XRD和SEM观察电刷镀复合镀层表面相结构和微观形貌,采用球盘式摩擦磨损试验机测试其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,采用动电位极化曲线研究其在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:Ni-WC/PTFE-CNTs复合镀层耐磨性能最优,其次为Ni-CNTs/PTFE、Ni-CNTs复合镀层,均强于纯镍镀层;当CNTs质量浓度分别为1.5g/L和1.0g/L时,Ni-CNTs复合镀层分别表现出最优的摩擦磨损性能和最佳的耐腐蚀性能,Ni-WC/PTFE-CNTs、Ni-CNTs/PTFE复合镀层次之。纯镍镀层和Ni-CNTs复合镀层的磨损机制是粘着磨损,Ni-CNTs/PTFE复合镀层的磨损机制主要是粘着磨损,其次为磨粒磨损,Ni-WC/PTFE-CNTs复合镀层的磨损机制主要是磨粒磨损和接触疲劳磨损。

电刷镀镍–石墨烯复合镀层的制备及导热性能

采用电刷镀技术在45钢表面制备了镍-石墨烯(GE)复合镀层。镀液配方和工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 220 g/L,CH_3COONH_4 40 g/L,(NH_4)_3C_6H_5O_7 45 g/L,GE 0.5 g/L,NH_3·H_2O 100~130 mL/L,十二烷基硫酸钠适量,pH 7.3~7.5,电压+12 V,镀笔速率10~12 m/min,时间5 min。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)和激光热导仪表征了Ni–GE复合镀层的微观结构、GE分布和导热性。与纯Ni镀层相比,Ni–GE复合镀层更致密,晶粒尺寸更小。复合电刷镀Ni–GE层的沉积速率(8.4μm/min)低于电刷镀Ni层的沉积速率(10.4μm/min)。Ni–GE复合镀层在25℃与100℃下的热导率较Ni镀层分别提高了11.5%和25.8%,导热性更优。

复合刷镀纳米Ni-ZrO_2高温耐磨性的研究

复合刷镀纳米Ni-ZrO2 镀层具有优良的高温耐磨性 ,常用于设备在高温下磨损后的修复处理。提出了一种纳米Ni-ZrO2 复合刷镀工艺 ,研究了镀液中纳米ZrO2含量对镀层中的纳米ZrO2 粒子复合量的影响 ,时效热处理与镀层硬度的关系。镀层中的ZrO2 粒子复合量随镀液中ZrO2 含量的增大而增大 ,时效热处理能明显提高镀层的硬度 ,经 40 0℃时效热处理后 ,硬度达最大 ,纳米Ni-ZrO2 复合镀层的高温耐磨性是基材 (4 0Cr钢 )的 5～ 7倍。这是由于复合刷镀层中纳米ZrO2 的存在抑制了晶粒的长大 ,从而提高了镀层的硬度和耐磨性。