Ni-纳米WC复合镀层结构与性能研究

通过恒流电沉积制备Ni镀层和Ni-纳米WC复合镀层,利用扫描电镜和X射线衍射仪,并通过浸泡腐蚀实验和高温氧化实验,研究纳米WC颗粒对Ni镀层的微观形貌、物相结构、耐蚀性能和抗高温氧化性能的影响。结果表明,纳米WC颗粒使Ni镀层表面平整性明显改善,组织结构趋于完整且致密,镀层的耐蚀性能和抗高温氧化性能得到了提高;与Ni镀层相比,Ni-纳米WC复合镀层表面平整、结构致密,同等条件下的腐蚀速率和氧化增量均较低,表现出良好的耐蚀性能和抗高温氧化性能。

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。

(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。

脉冲频率对Ni-WC纳米复合镀层耐蚀性及硬度的影响

采用脉冲电沉积法在304不锈钢基体上制备出Ni-WC纳米复合镀层,并研究了脉冲频率对Ni-WC纳米复合镀层的耐蚀性及硬度的影响。结果表明:随着脉冲频率的增大,Ni-WC纳米复合镀层的平均晶粒尺寸先减小后增大,硬度先增大后减小。当脉冲频率为1 000Hz时,制备的NiWC纳米复合镀层耐蚀性最佳,具有最正的自腐蚀电位和最小的自腐蚀电流密度。

WC的质量浓度对Ni-WC纳米复合镀层耐蚀性及硬度的影响

采用脉冲电沉积方法在304不锈钢基体上制备出Ni-WC纳米复合镀层。研究了WC的质量浓度对Ni-WC纳米复合镀层性能的影响。结果表明:随着WC的质量浓度的增加,Ni-WC纳米复合镀层的耐蚀性先增强后减弱,硬度先增大后减小;当WC的质量浓度为30g/L时,Ni-WC纳米复合镀层的耐蚀性最好,硬度最大。

超声-电沉积Ni-纳米Al_2O_3复合镀层耐蚀性能研究

采用超声-电沉积法,在20#钢上制备N i-纳米A l2O3复合镀层。通过将试验样片恒温25℃静态全浸泡在pH=3.5、NaC l的质量分数为5%的溶液中浸泡210h的方法,研究脉冲电流密度、脉冲占空比、超声波功率、纳米A l2O3颗粒浓度等工艺参数对纳米复合镀层耐蚀性能的影响。利用扫描电镜(SEM)观察复合镀层表面形貌及测量复合镀层的断面厚度;利用理学D/max2400型X射线衍射仪(XRD)确定镀层中含有第二相纳米A l2O3粒子。

电沉积技术制备Ni-纳米SiO_2复合镀层的研究

用电沉积方法制备了镍-纳米氧化硅复合镀层。研究了阴极电流密度、纳米SiO2微粒质量浓度、pH值、搅拌方式和表面活性剂种类以及质量浓度等对镀层中SiO2含量的影响,确定了可获得一定纳米氧化硅含量的复合镀工艺参数范围。并用扫描电镜观察了所获镀层的表面形貌。

脉冲参数对Ni-SiC纳米复合镀层的影响

采用脉冲电镀法制备了NiSiC(纳米)复合镀层,研究了脉冲参数对镀层中纳米微粒含量和镀层硬度的影响,并利用扫描电子显微镜分析了镀层的显微组织。结果表明:脉冲电镀能够细化复合镀层的晶粒,缩短脉冲导通时间,适当延长脉冲关断时间。采用双脉冲波形,能够改善电极表面沉积金属离子浓度,提高复合镀层中SiC(纳米)含量,改善其表面质量。

(Ni-P)-WC纳米微粒复合电镀的研究

研究了WC纳米微粒质量浓度、阴极电流密度、pH值、温度、搅拌方式等工艺参数对(Ni-P)-WC纳米微粒复合镀层沉积速度的影响,并通过正交试验,确定了复合电镀的最佳工艺参数。对镀层的表面形貌、成分及不同热处理条件下的硬度进行了观察与测定,实验结果表明,镀层表面均匀,有质量分数为2.0%～3.5%的WC纳米微粒的镀层;热处理后硬度可达1240HV。

Ni-纳米SiC复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

为提高Ni-SiC复合镀层的耐磨性,采用脉冲电沉积的方法,在Q235钢表面上制备了Ni-纳米SiC复合镀层,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计及摩擦磨损试验机等分析了单个工艺条件对Ni-SiC复合镀层显微硬度和耐磨性的影响规律,观察、测试、比较了纯Ni镀层和Ni-SiC复合镀层的表面形貌和摩擦磨损性能。结果表明:随着纳米SiC粒子浓度在3~13g/L范围内逐渐增大,镀层的硬度先升高后降低,磨损量逐渐下降;随着平均电流密度在1~6A/dm^2之间逐渐增加,镀层的硬度先升高而后下降,磨损量先减少后增加;随着占空比在10%~60%范围内逐渐增加,镀层的硬度逐渐下降,磨损量逐渐升高。纯镍镀层组织较疏松,晶粒比较粗大,当SiC浓度为9g/L、电流密度为4A/dm^2、占空比为10%时,Ni-SiC复合镀层组织致密,SiC粒子分布均匀,其磨损量相对纯镍镀层减少了4倍以上。

超声条件下脉冲电镀Ni-纳米Al_2O_3复合镀层及其显微硬度研究

目的优选脉冲参数,以获得具有较高显微硬度的复合镀层。方法超声条件下,采用脉冲电镀方法制备Ni-纳米Al2O3复合镀层。以显微硬度作为性能指标,对比考察平均电流密度、占空比、频率和施镀时间的影响。结果 Ni-纳米Al2O3复合镀层的显微硬度随着平均电流密度升高,占空比增大,频率升高,均呈现出先增后减的趋势,而随着施镀时间延长,呈现出近似递减的趋势。结论在平均电流密度8 A/dm2、占空比0.6、频率1.5 k Hz、施镀时间3 min的条件下,制备的Ni-纳米Al2O3复合镀层显微硬度最高,约为427.1HV。较高复合量的纳米微粒有效起到了弥散强化和细晶强化作用,改善了复合镀层结构致密程度,进而提高了显微硬度。

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。

电刷镀含纳米WC粉复合镀层组织与性能研究

本文主要介绍了含纳米WC粉的电刷镀的复合镀层显微组织和性能。研究表明，用合纳米WC粉的镍镀液可获得WC粉弥散分布的复合镀层。复合镀层中纳米WC粒子复合量随镀液中纳米WC粒子含量增多而增多，当纳米WC粒子含量增加至20g／1时，复合镀层中WC微粒复合量增加不明显；纳米WC粉对复合镀层具有弥散强化作用，可有效提高镀层的显微硬度。

纳米WC和纳米PTFE的复合镀层微拉伸研究

采用电刷镀技术在高速钢W6MoSCr4V2材料上制备了纳米WC和纳米PTFE复合镀层。采用S-2700型扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪和显微硬度计分析了不同纳米PTFE含量的纳米复合镀层的表面形貌、组织结构和显微硬度。同时,通过在扫描电镜下的微拉伸试验来测定不同含量纳米PTFE和WC的纳米复合镀层的应力-应变曲线。试验结果表明:随着纳米PTFE的加入含量增加,纳米复合镀层的组织逐渐细化和致密;当纳米PTFE含量超过5 g/L后,组织致密度开始下降。显维硬度也反映了先升高再下降的过程。纳米复合镀层的抗拉强度随着纳米WC和纳米PTFE含量的增加而增加,但其作用影响有逐渐减弱的作用。纳米复合镀层的组织主要由纳米颗粒和镍基体相组成。

含WC纳米微粒的镍基复合镀层的滑动磨损机理研究

本文通过对含WC纳米微粒的镍基复合镀层在干摩擦滑动磨损条件下，磨损失重、施加载荷、滑动距离、镀层种类之间的正交实验及对磨损表面的显微分析及形貌观察，发现在不同的磨损条件下，复合镀层的磨损表面的显微形貌有很大的不同。实践证明，在不同的干摩擦磨损条件下，可能发生粘着磨损，也可能发生犁削磨损，或两者同时发生。

NiCl_2含量对电沉积Ni-纳米TiN复合镀层过程的影响

目的针对氨基磺酸镍体系镀镍液,优化活化剂NiCl2的用量,提高Ni-纳米TiN复合镀层的性能。方法采用超声-脉冲电沉积工艺制备Ni-纳米Ti N复合镀层,研究NiCl2含量对镀液的电导率及复合镀层的厚度、显微硬度、表面微观形貌等的影响。结果镀液的电导率及复合镀层的厚度、显微硬度均随NiCl2含量的增加呈现先增大、后减小的变化趋势。当NiCl2的用量为30 g/L时,镀液的导电性能最佳,电导率值为61.3 m S/cm,复合镀层的厚度及显微硬度均达到最大值,分别为84μm和760HV,并且复合镀层表面平整光滑,晶粒尺寸最小。结论 NiCl2含量对镀液及复合镀层的性能有很大影响,适量的NiCl2可以防止阳极钝化,提高镀液的导电能力及沉积速率,使复合镀层的厚度增加,显微硬度提高,晶粒细化,微观形貌获得改善,性能提高。适宜的NiCl2用量为30 g/L。

汽车半轴用钢电沉积Ni-SiC复合镀层的耐磨性

在汽车半轴用钢(40Cr钢)上电沉积Ni-微米SiC复合镀层和Ni-纳米SiC复合镀层。研究了两种Ni-SiC复合镀层的硬度和耐磨性,并研究了纳米SiC的质量浓度对Ni-纳米SiC复合镀层的硬度和耐磨性的影响。结果表明:Ni-纳米SiC复合镀层的耐磨性优于Ni-微米SiC复合镀层的耐磨性;纳米SiC增多有利于提高Ni-纳米SiC复合镀层的硬度,改善耐磨性;当SiC粒径为70nm、质量浓度为14g/L时,Ni-纳米SiC复合镀层的硬度最高,达到5 486MPa,耐磨性最好。最优Ni-纳米SiC复合镀层的磨损率明显低于40Cr钢的磨损率,摩擦因数是40Cr钢的3/4,能有效改善汽车半轴用钢的耐磨性。

电泳-电沉积Ni-Al_2O_3纳米复合层的微观结构及性能

为了改善纳米复合镀层的物理、力学性能,以电泳-电沉积工艺制备了具有较高纳米Al2O3含量的Ni-Al2O3纳米复合镀层。用SEM、TEM、显微硬度计等对复合镀层的表面微观形貌、显微硬度以及耐磨性能进行了分析;探讨了电泳液中α-Al2O3微粒浓度、电沉积电流密度对复合镀层表面微观形貌、显微硬度及其与基体的结合力的影响。结果表明:α-Al2O3纳米粒子弥散分布于镀层之中,并对基质金属晶粒产生细化作用;电泳液中α-Al2O3微粒浓度对复合镀层表面微观形貌影响较大,电沉积电流密度对微观形貌无明显影响;随着电泳液微粒浓度和电沉积电流密度的增大,复合镀层显微硬度均呈下降趋势,在电泳液微粒浓度8 g/L,电沉积电流密度0.5A/dm2时,复合镀层具有最大显微硬度442 HV,较纯镍镀层有明显提高。镀层中微粒体积分数约为30%时,镀层的耐磨性能及与基体的结合性能最为优异。

热处理对铝基Ni-P-纳米WC化学复合镀层组织及性能影响

采用化学镀技术在A356合金基体上制备了Ni-P-纳米WC化学复合镀层,并选用真空热处理的方式,对制备的Ni-P-纳米WC纳米复合镀层分别在200、300、400和500℃下进行镀后处理,与镀态下镀层性能进行对比,研究不同热处理温度对Ni-P-纳米WC复合镀层形貌、成分、物相、硬度和耐腐蚀性的影响。结果表明：试验制备的Ni-P-纳米WC复合镀层成分均匀、组织致密,镀层结构呈现非晶态;镀态下,复合镀层硬度达到917.8 HV0.1,约为基体的6倍;在3.5%NaCl溶液中的极化曲线结果显示,复合镀层自腐蚀电流密度比A356合金提高了2个数量级,起到较好的耐腐蚀效果。热处理后镀层发生晶态转变,且随热处理温度的升高,镀层晶化程度提高,400℃以上时镀层完全表现为晶态;热处理态镀层中析出Ni_3P相,镀层硬度随温度的升高呈现先升高后降低的趋势,400℃热处理镀层硬度达到1353.6 HV0.1;与镀态下相比,热处理镀层在3.5%Na Cl溶液中的耐腐蚀性下降,但是仍然表现出较好的耐腐蚀效果。

不同方式电沉积Ni-纳米TiC复合镀层的微观结构与性能

为改善电沉积Ni-纳米TiC复合镀层的质量,利用电沉积技术在Q235钢表面制备出Ni-纳米TiC复合镀层,对比分析了直流、单脉冲和双脉冲三种不同电沉积方式对复合镀层的微观组织与表面性能的影响。通过SEM/EDS分析镀层的表面形貌和元素分布,利用XRD研究镀层的物相和估算晶粒大小,分别采用显微硬度计和电化学工作站测试其硬度和腐蚀行为。研究表明,按照直流、单脉冲和双脉冲电沉积方式,复合镀层的致密性和显微硬度依次增加,孔隙率、镀速和晶粒尺寸依次减小。脉冲沉积复合镀层中TiC含量明显少于直流电沉积镀层中的TiC含量。双脉冲电沉积复合镀层的显微硬度为HV 740.5,比直流电沉积镀层高67%。与直流和单脉冲沉积镀层相比,双脉冲电沉积复合镀层在3.5wt%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度降低了一个数量级(5.275×10^(−6) A·cm^(−2)),自腐蚀电位明显正移(−0.113 V),电荷转移电阻为最大,表现出最好的耐蚀性。