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。

Cu/纳米ZrO_2复合电刷镀层的耐磨与耐蚀性

为了提高纯铜件表面的耐磨、耐蚀性能,又保证其导热性,以紫铜板为基材,采用电刷镀方法制备了Cu/纳米ZrO2复合镀层,对镀层的表面形貌、耐磨性及耐蚀性进行了分析,并与未添加纳米ZrO2制备的普通快速铜镀层进行比较。结果表明:纳米ZrO2颗粒的加入显著改变了快速铜镀层形貌,在镀液中纳米ZrO2颗粒含量为30g/L时,复合镀层表面平整度和致密性最佳;硬质纳米ZrO2颗粒的嵌入改变了铜基镀层的黏着磨损,表现为显微切削磨粒磨损;在3.5%NaCl溶液中,纳米ZrO2颗粒的加入,使复合镀层的腐蚀电位显著正移,经10%醋酸溶液浸泡复合镀层的腐蚀速率比普通快速铜镀层小1个数量级,耐蚀性得到了提升。

机械/化学稳定性超疏水涂层的构筑及其防腐性能研究

超疏水涂层可以有效地阻碍含水腐蚀介质对表面的侵入、附着、凝结行为。然而,传统超疏水涂层差的机械和化学稳定性极大地限制了其在复杂苛刻环境中的应用。为此,采用氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(SiO_(2))复合聚二甲基硅氧烷(PDMS)与环氧树脂(EP)混合基体,结合喷涂技术在Q345钢片表面形成PDMS-EP@SiO_(2)-GO超疏水涂层,并对涂层的超疏水、自清洁、防污、耐机械磨损、耐化学侵蚀和防腐性能进行研究。结果表明,PDMS-EP@SiO_(2)-GO水接触角高达166.57°,滚动角小于3°。由于GO的强化增强作用,涂层能对水温为20~100℃的液体保持155°以上的接触角,对酸碱溶液保持160°以上的接触角,且滚动角均小于4°;在经过砂纸摩擦(40 m总摩擦长度)和30次循环胶带粘脱后,涂层依旧拥有超疏水能力,接触角维持在152°以上。此外,PDMS-EP@SiO_(2)-GO优异的拒水性使得它具有良好的防污和自清洁性能。在腐蚀防护方面,PDMS-EP@SiO_(2)-GO的最低频阻抗值提升了1个数量级,电荷转移电阻提升了2个数量级,表现出了优异的耐腐蚀性能。PDMS-EP@SiO_(2)-GO解决了传统超疏水涂层较弱的机械/化学稳定性的问题,可以实现对金属基体的持久性保护,增强了实用性,助力了机械装备在全寿命周期内的安全可靠服役。

Ni-P-纳米金刚石粉复合电刷镀层的耐磨性研究

研究了纳米金刚石粉对复合电刷镀镀层形成速率、显微硬度和耐磨性的影响;测试了在不同的热处理温度、载荷及金刚石粉含量下复合刷镀层的耐磨性能;分析了复合镀层的磨损机理。结果表明:镀层的磨损体积损失均随热处理温度的升高而下降,并在400℃时达到最小值;载荷增大,磨损体积损失增大;当纳米金刚石加入量为20～30 g/L时,镀层的耐磨性最好。复合镀层提高耐磨性的原因在于复合粒子在基体金属表面形成突起,起到了支撑载荷、避免粘着磨损及减小摩擦系数的作用。

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。

纳米复合电刷镀涂层的研究进展

电刷镀因其沉积速度快,设备简单,操作方便等特点,在现场不解体的修复和装备再制造过程中发挥着巨大的作用,更因为其可观的经济效益,在实际的生产中越来越受到人们的青睐。

纳米金刚石/镍电刷镀复合镀层机械性能研究

本文对普通快速镍镀层和纳米金刚石/镍复合镀层的显微硬度和耐磨性进行了研究,分析了纳米颗粒含量、镀层厚度、加热温度等参数对纳米复合镀层显微硬度及摩擦性能的影响。结果表明:由于纳米金刚石的弥散强化作用,使得复合镀层的硬度和耐磨性大幅提高,摩擦系数明显降低。镀液中纳米金刚石含量约30g/L时,镀层硬度最高为650HV,经过300℃处理,硬度仍能保持在480HV之上。

电刷镀镍纳米镀层的结构和磨损性能

应用电刷镀技术,以快速镍镀液制备了镍纳米镀层;用X射线衍射仪和原子力显微镜分析了经不同温度下热处理后的镍刷镀层的结构和晶粒尺寸,并测定了刷镀层的显微硬度和耐磨性能.结果表明:镀层的晶粒大小随热处理温度的升高先降低而后增大,经300℃热处理后的镍纳米镀层的晶粒尺寸小于30nm;镍镀层在300℃左右热处理时表现出较明显的强化趋势,相应镀层的晶粒尺寸最小、硬度最大;而镀层的耐磨性随热处理温度的变化与镀层的硬度略有不同,经200℃热处理后的镍镀层的耐磨性能最好.

镍基纳米Al_2O_3复合电刷镀层含磨粒油润滑条件下的磨损性能

对比研究了润滑油中磨粒尺寸和含量对镍基纳米Al2O3复合电刷镀层和快速镍刷镀层磨损性能的影响.结果发现,由于纳米颗粒的作用,在相同条件下纳米复合镀层的耐磨性比快速镍镀层提高了30%～50%,而且复合镀层的磨损体积随磨粒尺寸和含量的影响不如快速镍镀层显著.

电刷镀Ni-P/纳米WC复合镀层工艺及性能研究

为了改善电刷镀Ni-P镀层的硬度和耐磨性,通过在电刷镀Ni-P镀液中加入纳米WC微粒制备Ni-P/纳米WC复合镀层,研究了镀液中纳米WC含量与镀层中纳米WC含量的关系;测定了不同WC含量对镀层硬度和镀层结构的影响。考察了试样在1 mol/LH2SO4,1 mol/LHCl及3%NaCl介质中的耐蚀性。采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了Ni-P/纳米WC镀层的性能。结果表明,Ni-P/纳米WC电刷镀复合镀层耐蚀性能与原电刷镀Ni-P镀层相当,耐磨性优于电刷镀Ni-P镀层。镀液含25 g/L纳米WC时,电刷镀复合镀层的显微硬度为918 HV。

电刷镀纳米Ni-P-SiC复合镀层性能的研究

纳米微粒加入镀液可提高镀层的性能,用电刷镀方法制备了纳米SiC/NiP复合镀层,测试了纳米SiC微粒添加量对复合镀层的硬度、耐磨性的影响,探讨了纳米SiC微粒复合镀层的强化机制及NiP晶化过程中的强化作用。结果表明,采用电刷镀制备工艺,能在一定程度上改善纳米微粒在镀液中的分散均匀性并能提高复合镀层性能。在NiP合金镀液中适量添加纳米SiC微粒(7～10g/L),纳米SiC微粒在形成复合镀层时能起到硬质点的强化作用,同时在NiP晶化过程中还能在细化晶粒中起到再强化作用。不仅能使镀层硬度提高1.5～1.8倍,还能提高其耐磨性。

低温退火对电刷镀纳米晶Ni-Co合金镀层性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、干滑动磨损、电化学分析等方法研究了低温退火(100～500℃)对电刷镀方法制备的纳米晶Ni–Co合金镀层的组织结构、耐磨性、耐蚀性的影响。结果表明:随着退火温度的升高,纳米晶Ni–44.16%Co合金镀层的晶粒尺寸逐渐增大,从原始晶粒尺寸12.7nm长大到500℃时的微米晶尺寸。合金镀层的显微硬度随退火温度的升高而提高,300℃退火后达到最大值,以后随加热温度的升高而急剧降低。纳米晶Ni–44.16%Co合金镀层的耐磨性300℃退火后最好,500℃以后急剧下降,与镀层显微硬度的变化密切相关。浸泡试验与电化学分析均表明纳米晶Ni–44.16%Co合金镀层在300℃退火后的耐蚀性优于其他温度,300℃以上退火耐蚀性随温度升高而下降。

n-TiO_2/Ni耐磨性复合电刷镀工艺参数的优化

为探讨n-TiO2/Ni电刷镀镀层的耐磨性,对影响耐磨性的4种因素进行了分析.通过正交试验对这4种因素进行了优化,试验结果表明:当纳米粒子的质量浓度为20g/L,纳米粒子粒径小于30nm,镀液温度为40℃,刷镀电压为14V时,电刷镀镀层的耐磨性达到最优,其耐磨性是纯镍镀层的4倍.因此,含n-TiO2粉末的复合镀层具有优良的抗磨损性能.

退火处理对Ni-Cr纳米电刷镀层的结构、硬度和摩擦学性能的影响

采用电刷镀技术,以Ni-Cr镀液制备了Ni-Cr纳米电刷镀层并对其进行了退火处理;采用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,能量色散谱仪分析了不同温度下退火处理的Ni-Cr纳米镀层的形貌以及结构;分别利用MH-5-VM型显微硬度计和CSM摩擦试验机测定了刷镀层的显微硬度和摩擦磨损性能.研究结果表明：镀层晶粒的大小均为纳米级,随温度变化不大,介于10-20 nm之间,在500℃以下,Cr以固溶体形式存在于Ni的晶格中,500℃以上Cr从Ni的晶格中析出;镀层的耐磨性随退火温度的变化与镀层的硬度随温度的变化大致相同：Ni-Cr刷镀层在400℃退火处理时,硬度最大,磨损率最小.

脉冲关断时间对电刷镀Ni/CNTs复合镀层组织及性能的影响

采用脉冲电刷镀的方法,制备了镍/碳纳米管(Ni/CNTs)复合镀层。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、球盘式磨损试验机、显微硬度计等分析与测试方法,研究了脉冲关断时间对Ni/CNT复合镀层的表面形貌、孔隙率、CNTs含量、显微硬度和耐磨性等的影响。结果表明:在直流电源下,由于导电性和准一维性碳纳米管的共沉积,复合镀层表面粗糙,孔隙率高。采用脉冲电源后,当脉冲关断时间增加至1900μs时,复合镀层的表面平整度增加、孔隙率减小为1%、硬度增加为605HV、磨损重量减小1/3。

纳米SiO_2颗粒镍基复合刷镀层组织与磨损特性

应用电刷镀技术制备含有纳米SiO2的镍基复合镀层,测试了该镀层的显微硬度和摩擦磨损性能,分析了纳米陶瓷颗粒沉积量对镀层摩擦磨损性能的影响,研究了复合镀层表面形貌、陶瓷颗粒分布的特点.试验结果表明,纳米陶瓷颗粒复合镀层比快镍镀层具有更高的显微硬度和良好的耐磨性.

电刷镀技术的应用研究与探讨

本文论述电刷镀技术在设备维修及产品零件表面强化，提高零部件表面耐磨性和耐蚀性方面的应用和研究。