基于替代电镀硬铬的WC增强金属复合涂层疲劳性能的研究现状

传统电镀硬铬涂层存在网纹裂纹缺陷、抗疲劳性能不足以及环境污染严重等问题,针对新一代航空工业急需新技术替代传统电镀硬铬这一迫切需求,研发新型的耐磨耐蚀涂层体系及其先进环保的再制造技术迫在眉睫。根据先进涂层技术的发展情况,研发出了基于高温熔化-凝固技术的物理气相沉积、超音速火焰喷涂以及激光熔覆技术,这在绿色制备航空工业用耐磨耐蚀涂层上表现出了一定的应用前景,并表现出了比传统电镀硬铬更长的疲劳寿命,但其仍存在内应力过高而开裂、粉末氧化或相变导致疲劳性能下降等一系列关键问题。近年来,冷喷涂涂层技术作为先进环保的新技术,凭借其低温固态沉积特性在制备金属基复合涂层上展现出了显著的冶金优势,其中冷喷涂涂层的残余压应力有助于提高零件的疲劳性能。此外,从起落架防护涂层沉积到其修复再制造环节,冷喷涂技术均可参与其中。因此,作为固态沉积工艺的冷喷涂,其在替代传统电镀铬的新型涂层制备工艺方面具有显著的应用潜力,未来的研究将集中于优化冷喷涂涂层材料和工艺上,以进一步提高其力学性能和疲劳性能。

Abrasive Wear Behavior of Different Thermal Spray Coatings and Hard Chromium Electroplating on A286 Super Alloy

In cases of decorative and functional applications, chromium results in protection against wear and corrosion combined with chemical resistance and good lubricity. However, pressure to identify alternatives or to improve conventional chromium electroplating mechanical characteristics has increased in recent years, related to the reduction in the fatigue strength of the base material and to environmental requirements (1). In the present study plasma sprayed coatings (aluminum oxide, Co-28Mo-8Cr-2Si, tungsten carbide, chrome carbide) and electrolytic hard chrome coatings abrasive wear properties have been compared. The wear tests were conducted with a Taber abraser, at room temperature.

航空零件传统镀硬铬防护技术研究

电镀铬工艺在航空制造行业中占据着举足轻重、非同一般的地位,良好的铬层使得金属基体具有了较好的耐磨性以及化学稳定性,可以使得航空产品在空气中保持良好的光泽感。综述了腐蚀对航空零件使用寿命的严重影响,并针对传统电镀硬铬的劣势,通过解决方案的提出,改进了多项传统电镀硬铬的问题,改善了硬铬层的耐蚀性、气密性和微裂纹,可减少氢脆问题的发生。

CrNi3MoVA钢表面磁控溅射Ta涂层的摩擦磨损性能

为进一步提高火炮身管寿命,利用磁控溅射技术在CrNi3MoVA钢表面沉积了Ta涂层。沉积态Ta涂层由体心立方相α-Ta和亚稳态四方相β-Ta组成,在850℃下真空退火3h后其全部转化为单一的α-Ta相。利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了α-Ta涂层的硬度、弹性模量及摩擦系数,结合扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及掠入射X射线衍射(GIXRD)分析了涂层的微观结构,并与传统电镀硬Cr涂层进行比较,研究了α-Ta涂层的摩擦磨损性能。结果表明:α-Ta涂层的摩擦系数(0.70~0.80)略小于硬Cr涂层的摩擦系数(0.75~0.85),α-Ta涂层的磨损机制主要为粘着磨损,而硬Cr涂层的磨损机制主要为疲劳磨损和粘着磨损。

A-100钢表面WC-CoCr涂层和电镀硬铬的性能表征

在A-100钢基体上,利用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺制备了WC-CoCr涂层,研究了该涂层的显微结构,测试了涂层的耐磨性和耐蚀性,并与电镀硬铬试样进行了对比。结果表明,WC-CoCr涂层的耐磨性和耐蚀性显著优于电镀硬铬,可以满足飞机起落架耐磨涂层的使用要求。

化学镀镍层镀硬铬工艺

研究了化学镀镍层上镀硬铬工艺。试验结果表明镀前热处理和阴极活化是其技术关键。

表面强化销轴农用滚子链的磨损试验研究

对农机用滚子链条的主要磨损表面——销轴表面进行化学镀镍、镀硬铬、渗钒不同的表面强化处理,测量了三种销轴表面强化后及国外某公司同规格销轴的表面硬度及硬化层厚度。把三种销轴表面强化的链段与国外同节数的链段组装成一条链条,在LS910A封闭力流试验机上进行对比磨损试验。试验数据表明,在所提供的试验条件下,销轴表面镀硬铬链条具有更好的耐磨性能,优于国外的样品链条。

30CrMnSi镀铬后激光表面合金化

为研究激光表面合金化工艺对镀铬后30CrMnSi组织与硬度的影响,以CO2激光器为热源,采用正交试验法,对其表面进行单道扫描,获得了金相组织和显微硬度均优于基体的合金化层。研究结果表明:激光合金化层晶粒显著细化,平均硬度明显高于基体硬度。激光功率500W,扫描速度10mm/s,保护气体流量10L/min时,合金化层组织细小均匀致密,最高硬度达829HV,约是基体硬度的2.6倍。

一种电镀硬铬镀层的替代技术——超音速火焰喷涂碳化钨涂层

超音速火焰喷涂技术制备的碳化钨涂层具有良好的韧性和与基体较高的结合强度,其显微硬度和中性盐雾耐腐蚀性均优于硬铬镀层,是一种硬铬镀层理想的替代技术。

电镀硬铬在特殊螺旋结构中的应用

介绍电镀硬铬工艺在特殊螺旋副结构中的应用,阐述了该工艺的化学原理,工艺流程,工艺参数选择和控制。为电镀硬铬技术应用于特殊环境下做了有益的尝试性工作,取得不错效果。

45钢低温硼-铬-稀土共渗研究

为提高低温硼-铬-稀土共渗渗速,经多次共渗试验,筛选出以硼铁为供硼剂,氟硼酸钾为主要活化剂,效果最佳的低温共渗剂配方。结果表明:利用此共渗剂对45钢进行650℃×6h的低温共渗处理,可获得深约22μm的共渗层,共渗层呈梳齿状,具有较高的硬度及较好的耐磨粒磨损性能。

热处理对高碳高铬钢/灰铸铁离心复合铸件组织和性能的影响

选用20#机油、水为介质,高碳高铬钢/灰铸铁离心复合铸件的最佳热处理工艺为1020℃淬火+500℃回火。此时硬度分别为HSD油=85 1,HSD水=84 1;高碳高铬钢组织为回火马氏体,碳化物及少量奥氏体;灰铸铁组织为回火索氏体。热处理对复合界面宽度没有明显的影响,其宽度经测定为400μm。

酸性铬蓝K分光光度法测定水的硬度

系统研究了酸性铬蓝Ｋ（ＡＣＢＫ） 与钙镁同时作用的显色体系，采用Ｃａ２＋ 、Ｍｇ２＋ 摩尔浓度相同的混合标准溶液试验了影响该显色体系的灵敏度和稳定性的各项因素，确定了最佳操作条件。试验表明，在ｐＨ＝１０－２ 的氨—氯化铵缓冲介质中，Ｃａ２＋ 、Ｍｇ２＋ 离子均可与ＡＣＢＫ 显色剂形成１∶１ 的配合物，在４６８ ｎｍ 波长处，两种配合物存在一等摩尔吸收点，对应于该点的等摩尔吸光系数ε＝７－４×１０３ Ｌ／（ｍｏｌ·ｃｍ） ，在此波长及最佳操作条件下，Ｃａ２＋ 和Ｍｇ２＋ 的总含量在０ ～３ ×１０ －５ ｍｏｌ／Ｌ浓度范围内符合比耳定律。在试验了１３ 种常见共存离子干扰的基础上将本法用于６ 种水样的硬度测定，回收率在９６－５％ ～９９－９ ％ 之间，结果与ＥＤＴＡ 滴定法颇为一致。

水中总硬度测定影响因素的研究

文章通过分析pH值、水样温度、缓冲溶液、铬黑T指示剂、滴定速度、溶液中二氧化碳含量、重金属和氧化物等干扰因素对测定水中总硬度结果准确度的影响,提出相应的解决办法,从而提高水中总硬度测定的准确性。

水中硬度的流动注射化学发光分析法测定

目的：建立了流动注射化学发光法测定水中硬度的新方法。方法：实验发现在碱性介质中,高锰酸钾氧化酸性铬蓝K可产生较强的化学发光,而且Ca,Mg离子对该体系的化学发光强度有明显的增强作用;结合流动注射技术,建立了流动注射-化学发光增强法测定水中硬度的方法。结果：该法的化学发光增强值（ΔI）与水中Ca,Mg离子的总浓度在3.0×10-9～7.5×10-7mol/L和4.0×10-6～1.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,其线性回归方程分别为△I=9.615？（X）＋66.382（线性相关系数r=0.9575）和△I=171.74？（X）＋211.73（线性相关系数r=0.9911）。检出限为2.7×10-9mol/L。对浓度为10-5mol/L的标准样品进行11次测定RSD为4.8%。结论：本文实验证明在氢氧化钠介质中,高锰酸钾氧化酸性铬蓝K结合流动注射技术检测水中硬度方法的是可行的。方法简单、准确、便于自动分析,为进行环境水硬度的自动检测提供了可能。

铬钼钢与巴氏合金摩擦磨损试验

试验观察了不同硬度的铬钼钢与巴氏合金之间的摩擦磨损情况,并针对不同载荷下巴氏合金的磨损情况进行了分析。结果表明:随着铬钼钢硬度的增加,巴氏合金的磨损呈上升趋势。

水轮机水导轴径磨损电镀硬铬修复工艺探讨

水轮机水导轴径磨损是水电站经常遇到难题,本文阐述了研磨、电镀、镶套、热喷涂等几种工件表面磨损修复方法及各自的优缺点。根据大轴实际损坏程度对冯家山一级电站轴径磨损采用了电镀硬铬的修复方法,并重点介绍了其中各环节的关键技术。

冷轧生产线惰辊的改进及应用

针对冷轧带钢生产线中的惰辊经常因受乳化液侵蚀而导致惰辊轴承烧毁及辊面磨损划伤带材的问题,设计了一种能够适应乳化液喷淋环境的毛化镀硬铬惰辊。该惰辊密封效果好,辊面采用毛化镀硬铬处理,其防滑性能和耐磨性能良好。

固体硼铬稀土共渗组织与性能研究

应用光学显微镜、显微硬度计和分析天平,研究了45钢在固体硼铬稀土共渗后的组织和性能。结果表明:硼铬稀土共渗改善了渗层组织,而且温度、保温时间、稀土浓度的变化对渗层组织都有较大的影响。

工艺条件对柔性挤压电镀无裂纹硬铬电流效率的影响

以航空零件常用材料300M钢为基材,采用柔性挤压电镀(也称摩擦辅助电镀)工艺制备无裂纹的硬铬镀层。镀液组成和工艺条件为:铬酸酐250 g/L,硫酸根离子2.5 g/L,镀液流速3.2 L/min,极间距45mm,占空比80%或85%,阴极转速300r/min或325 r/min,电流密度30~60 A/dm^2,频率5~20 kHz,温度35~55℃,时间3 h。研究了电流密度、温度及脉冲频率对电流效率的影响,并与传统电镀硬铬工艺进行对比。结果表明,柔性挤压电镀铬的电流效率随电流密度升高而升高,随温度升高而降低,随脉冲频率的变化不大。采用本工艺制备的铬镀层表面光亮度接近镜面,致密、均匀,无裂纹。但柔性挤压电镀铬工艺的电流效率略低于传统电镀铬工艺。