稀土铈对镍－铜－磷／二硫化钼电刷镀层摩擦学特性的影响

ＭｏＳ２是性能优良的常用固体润滑剂，但其在大气特别是在潮湿大气中容易受到氧化而使性能变差．通过对添加和未添加稀土元素Ｃｅ的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２电刷镀层的对比试验研究，就这种元素改善镀层的摩擦学性能及其提高ＭｏＳ２抗潮湿大气腐蚀的作用进行了考察，并且用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪等，对镀层的显微组织和ＭｏＳ２的元素价态等进行了分析．结果表明，未添加稀土元素Ｃｅ的镀层中的ＭｏＳ２容易氧化，Ｍｏ４＋和Ｓ２－分别被氧化成Ｍｏ６＋和Ｓ６＋，而添加稀土的镀层中的ＭｏＳ２仍以其原有的形式存在，而且镀层的显微组织明显比无稀土镀层的细而致密，同时稀土Ｃｅ４＋在电刷镀过程中通过还原反应产生电沉积，这有助于它在ＭｏＳ２表面优先沉积而起改性作用．因此，含稀土Ｃｅ４＋的Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ／ＭｏＳ２镀层的摩擦学性能比无稀土镀层的好。

(Ni-P)-Co/WC纳米颗粒复合电刷镀层的组织性能分析

采用电刷镀技术制备(N i-P)-Co/W C纳米颗粒复合镀层,用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪和电子探针测定了复合刷镀层表面形貌、微观组织结构及成分分布。结果显示,复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度比镍-磷合金镀层有较大程度的提高。

n-WC-Al_2O_3/Ni-P复合电刷镀层的电接触强化及其耐磨性能

为提高镀层的性能以及与基体的结合力,利用高能球磨技术制备出n-WC-Al_2O_3新型复合粉末,再通过纳米电刷镀技术将n-WC-Al_2O_3和Ni-P镀层共同沉积在40Cr基体表面,然后利用电接触强化技术对n-WC-Al_2O_3/Ni-P复合镀层进行再次强化。采用光学显微镜、场发射电镜、热震试验和滚动磨损试验机等对电接触强化前后复合镀层截面、与基体的结合强度以及磨损表面的微观形貌和复合镀层的耐磨性进行了分析。结果显示,经电接触强化后的n-WC-Al_2O_3/Ni-P复合镀层更加致密,与基体结合形式由机械结合变为冶金结合。未经电接触强化的复合镀层的4 h滚动磨损质量损失为815 mg,而经电接触后的4 h滚动磨损质量损失为502 mg,可见电接触强化处理使得复合镀层的耐磨性得到了明显提高。

硫化烯烃在镍基电刷镀层表面的作用机理

利用球－盘式摩擦磨损试验机，研究了润滑油极压抗磨添加剂硫化烯烃在Ｎｉ－Ｐ电刷镀层和Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ电刷镀层表面的作用效果，并且利用Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪分析了各摩擦表面边界润滑膜的成分和结构，进而分析讨论了添加剂硫化烯烃在这２种镀层摩擦表面的作用机理．结果表明，在基础油液体石蜡中添加适量的硫化烯烃润滑时，Ｎｉ－Ｐ镀层的承载能力显著提高，Ｎｉ－Ｐ镀层和Ｎｉ－Ｃｕ－Ｐ镀层的磨损率都明显降低．硫化烯烃在镀层摩擦表面反应生成的ＮｉＳ膜具有良好的极压。

非晶态电刷镀层在热作模具上的应用

工业试验结果表明,采用非晶态电刷镀技术,可将热作模具的使用寿命提高33—180％以上。非晶态电刷镀层具有很高的硬度、较低的常温和高温摩擦系数、较好的抗氧化能力,并且能提高表面光洁度,所以可改善模具的摩擦学性能。工作中研究了镀层的晶化过程和动力学及硬度变化的规律。分析认为,非晶态电刷镀层提高热作模具寿命的主要原因,是工作时瞬时发生晶化和沉淀过程,导致强烈的二次硬化效应,提高模具表层的红硬性,因而保证了模具有高的热磨损抗力。

纳米Al_2O_3对不锈钢镍基电刷镀层结构和性能的影响

文章通过在普通快速镍镀液中添加纳米Al_2O_3颗粒,制备出了Al_2O_3复合电刷镀层。结果显示,制备出的复合镀层表面粗糙度普遍低于普通电刷镀层,显微硬度明显高于普通镀层,在纳米颗粒浓度为15 g/L时,制备出的复合镀层的综合性能最好。

特种设备表面电刷镀层厚度的超声波评价研究

基于信号分析方法,对采用瑞利波无损表征电刷镀层厚度的方法进行了试验研究。采用中心频率为5MHz,声程固定不变的一发一收模式的双瑞利波探头对不同厚度的电刷镀层试样进行检测,并在互相关函数的基础上计算了由镀层厚度改变而引起的信号间时间差。结果表明,随着镀层厚度的增加,瑞利波在其中的传播速度逐渐变小;随着互相关函数步长n值的增加,互相关函数值的精度逐渐变高,当n值为1时,参考函数长度最佳;镀层厚度-时间差结果符合幂函数变化规律,验证结果表明,采用该方法可实现电刷镀层厚度的无损表征,但镀层的平整度是影响表征结果精度的重要因素。

电刷镀层爆裂的预防措施

在电机电刷的焊接过程中可能会遇到电刷镀层因受热而爆裂的情况,该文简要分析了电刷镀层爆裂的机理,给出了预防措施。实践证明该措施的效果令人满意。

纳米压痕法测试电刷镀镍镀层的硬度和弹性模量

介绍一种新型的多功能纳米材料性能测试仪,阐述仪器工作原理和压痕数据分析法。应用该仪器对钢基体上的电刷镀镍镀层的硬度、弹性模量以及抗压痕形变能力等微观力学性能进行测试,并研究镀层力学性能随镀层厚度的分布规律。结果显示,镀层表层和亚表层存在硬度和弹性模量较高的区域,镀层内部存在缺陷区域的硬度和弹性模量降低,在镀层与基体的界面处存在过渡区。除此以外,整个镀层的力学性能较为一致,没有明显的梯度分布,其平均硬度和弹性模量分别为7.02GPa和183GPa,其中硬度为钢基体的2.9倍。在试验载荷下镍镀层具有比钢更好的抗压痕形变能力。为改进镀层工艺、开发新型体系材料以及扩大镀层应用领域提供了有效数据。

Ni-P/SiC、Ni-P/WC纳米复合电刷镀镀层的组织与性能

利用电刷镀技术制备了Ni-P/SiC、Ni-P/WC纳米复合镀层;用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等分析了复合刷镀层表面形貌、微观组织结构、成分分布,并进行了硬度和耐磨性试验。结果表明:与传统镍磷镀层相比较,纳米颗粒的加入使复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度有较大程度的提高,耐磨性增强,其中Ni-P/WC镀层的性能优于Ni-P/SiC镀层。

电刷镀镍/炭纳米管复合纳米镀层的结构与耐磨性能

用含碳纳米管的快速镍电刷镀液制备了镍/碳纳米管复合纳米镀层。研究了镀液中碳纳米管含量对镀层平均晶粒尺寸、显微结构、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:镀液中碳纳米管含量对镍刷镀层的平均晶粒尺寸和微结构有显著的影响,当镀液中碳纳米管含量为4%(质量分数)时,镀层有约16nm的最小晶粒尺寸;镀层的硬度和耐磨性与镀层的平均晶粒尺寸有非常好的对应关系;碳纳米管的弥散强化作用导致镀层晶粒细化和结构致密化,从而有效地改善了镀层的力学性能和耐磨性能。

瑞利波无损评价薄镀层应力方法的试验

结合力学静载拉伸试验,采用声程固定的5 MHz的双瑞利波探头对电刷镀层应力进行评价。结果表明,随着拉伸应力的增加,瑞利波在电刷镀层中的传播速度呈线性规律增加,当拉伸应力达到104 MPa时,时间差达到最大值180 ns;再随拉伸应力的增加,瑞利波在电刷镀层中的传播速度呈"跳跃式"变化。采用超声显微成像方法对承受不同载荷的电刷镀层进行检测结果表明,微裂纹是造成电刷镀层应力-时间差呈"跳跃式"变化的主要原因。在分析镀层平整度及镀层变形程度对评价结果影响的基础上,得到可用于评价镀层应力的声弹性公式,验证结果表明采用该方法对镀层应力进行评价是可行的。

快速镍刷镀层在含磨粒的油润滑条件下的摩擦磨损性能研究

作者在含磨粒的油润滑条件下对快速镍刷镀层的摩擦磨损性能与45~#钢(淬火+低温回火)的进行了对比试验研究。结果表明,镍刷镀层不仅磨损量和摩擦系数始终都比45~#钢的小,而且它的稳定磨损阶段也长而未出现45~#钢那样明显加剧的磨损。作者指出,这主要是由于镍刷渡层组织所含微孔既可吸附和储存润滑油而起辅助润滑作用,又能使磨粒镶嵌于其中而减少磨粒磨损的缘故,而且随着摩擦温升其塑性也得到改善,因而快速镍刷镀层的摩擦磨损性能都比质地致密且硬度更高的45~#钢的好。

复合电刷镀技术修复气缸套的应用研究

本文通过分析汽车气缸套磨损的规律、原因以及气缸套磨损后的可修复的工艺方法，采用含WC纳米微粒的镍基复合电刷镀层作为修复层或强化层，结果表明其耐磨损性能和耐腐蚀性能都高于未经电刷镀处理或单一镍基电刷镀层的气缸套。

用渗透法检测刷镀层的结合强度

电刷镀技术是一项修复新工艺,在应中取得了显著的经济效益。目前对刷镀层结合强度的测试方法很多,但均属破坏性的。本文通过实践推出一种非破坏性的方法一渗透法。该法是通过检测镀层裂纹的情况,来断定其结合强度是否符合要求。作者通过试验和生产实践,证明这种方法可以满足生产需要。

电接触强化对Ni-P镀层组织与性能的影响

在40Cr表面通过电刷镀技术制备Ni-P镀层,利用电接触技术对该镀层进行强化。进一步通过光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射分析和显微硬度测试仪研究了镀层强化前后的组织与性能。结果表明:通过电接触强化技术制备了一种高性能冶金镀层,镀层缺陷较少,硬度达780.79 HV0.1。镀层与基体的结合方式从机械结合变成冶金结合,镀层中产生了新相Ni_3P。

纳米Al_2O_3复合镀铁层的结构与性能

为提高船机零部件的耐磨性,减少零部件磨损,通过在电镀液中添加Al_2O_3纳米颗粒的方法,在45钢表面制备出含有Al_2O_3纳米颗粒的复合镀铁层。对制备出的镀层进行硬度、表面形貌、元素成分和摩擦磨损性能分析。结果表明:Al_2O_3纳米颗粒成功进入了镀层,含有Al_2O_3颗粒的复合镀层相对普通镀铁层有明显提高;含有40 g/L Al_2O_3的复合镀层的摩擦系数相对普通镀层下降了25%,磨损量也大幅下降;经过摩擦磨损后复合镀层的表面状态良好。

第一讲 装备再制造技术(四)

（3）纳米复合电刷镀层的性能 材料性能决定了其应用范围。研究表明，纳米复合电刷镀层中由于存在大量的硬质纳米颗粒，且组织细小、致密，因此其硬度、耐磨性、抗疲劳性能、耐高温性能等均优于相应的金属电刷镀层。