Characteristics of electrodeposited RE-Ni-W-B-B_4C-MoS_2 composite coating

The high temperature oxidation resistance of RE Ni W B B 4C MoS 2 composite coating, the effects of electrodeposition conditions on the morphologies of the coating and the effect of heat treatment temperature on its hardness, abrasion resistance and phase structure were investigated by using scanning electron microscope(SEM), X ray diffractometer, microhardness tester and abrasion machine. The results show that the oxidation degree of RE Ni W B B 4C MoS 2 composite coating is small when the temperature is lower than 700 ℃, but it increases sharply when the temperature is higher than 700 ℃. The hardness of RE Ni W B B 4C MoS 2 composite coating increases with increasing heat treatment temperature, it comes up to the maximum value at 400 ℃,but it decreases gradually if the temperature rises continuously. The most favourable abrasion resistance was attained after RE Ni W B B 4C MoS 2 composite coating being heat treated at 400 ℃. Without heat treating, it is mainly amorphous and partially crystallized, but wholly crystallized after being heat treated at 500 ℃. RE in the composite coating is in the form of CeO 2 and additions of CeO 2 and B 4C can enhance the thermostability of RE Ni W B B 4C MoS 2 composite coating.

Corrosion Behavior of Electrodepositing Ni/Al_2O_3 Composite Coatings under the Presence of NaCl Deposit

The morphology and corrosion behavior of Ni/Al2O3 composite coatings prepared using double-pulsed electrodepositing technique after oxidized under 800 ℃ NaCl deposit in air environment were analyzed by scanning electrical microscope (SEM), X-ray diffraction(XRD) and energy dispersive spectrum(EDS). The results showed that the corrosion of all composite coatings was accelerated under NaCl deposits, and the corrosion products were rather porous with poor adherence to the matrix. Al2O3 particles in the coatings can refine the grain size and improve the high temperature corrosion resistance of the coatings. Within the test scope, the more Al2O3 particles in the coatings, the lower corrosion rates could be obtained, and the corrosion mechanism was also discussed.

CeO_(2)对WC/Ni复合熔覆层微观组织与性能的影响

本工作采用真空熔覆技术制备了不同CeO_(2)含量的WC/Ni复合熔覆层,通过SEM、XRD、EDS及显微硬度计对复合熔覆层的微观组织、成分及硬度分布等进行系统分析。结果显示:与基体呈冶金结合的复合熔覆层组织致密,复合熔覆层由厚度2~3 mm且具有网状结构特征的复合层区与约300μm的过渡层区组成,根据熔合程度过渡区又分为冶金熔合区、扩散熔合区及扩散区;随着CeO_(2)含量的增加,复合熔覆层的晶粒逐渐细化、熔合质量提高,特别是过渡熔合区出现鱼骨状的析出相;复合区的网孔部位主要组成相为γ-(Ni,Fe)固溶体、FeNi_(3)、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)、Ni_(3)Si和NiB,网线区主要组成相为WC、WC_(2)、γ-(Ni,Fe)固溶体、共晶组织等;复合熔覆层的显微硬度由表面至基体逐渐降低,且随着CeO_(2)含量的增加硬度逐渐升高,CeO_(2)含量为1.5%时,达到最大值,其平均显微硬度比基体提高5~6倍。

SLM铝合金表面喷射电沉积Ni-MoS_(2)自润滑复合涂层

采用喷射电沉积在SLM铝合金表面制备Ni-MoS_(2)自润滑复合涂层。用摩擦磨损试验机评价镀液中MoS_(2)浓度对Ni-MoS_(2)自润滑复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明:共沉积MoS_(2)微粒能有效降低Ni-MoS_(2)自润滑复合涂层的摩擦系数和磨损率。与纯Ni涂层相比,Ni-MoS_(2)自润滑复合涂层与316L钢球对磨的摩擦系数和磨损率显著降低,摩擦系数从0.51降至0.12,磨损率从0.41 mg/m降至0.11 mg/m,为SLM铝合金表面改善摩擦学性能提供了参考。

Al_(2)O_(3)浓度对柔性摩擦辅助电镀Ni-Co复合镀层性能的影响

利用柔性摩擦辅助电沉积在炮钢表面制备n-Al_(2)O_(3)/Ni-Co复合镀层,研究镀液中Al_(2)O_(3)浓度对Ni-Co复合镀层的组织结构和性能影响。结果表明,当Al_(2)O_(3)为5 g·L^(-1)时,镀层平均晶粒尺寸最小(9.6 nm),显微硬度最大(573.28 HV);腐蚀电化学研究表明,此时镀层自腐蚀电位正移至-0.304 V,自腐蚀电流较小(1.313μA·cm^(-2)),耐腐蚀性较好。

占空比对脉冲电镀Ni-Co-Al_(2)O_(3)-WS_(2)复合镀层摩擦学性能的影响

为提高CrNi3MoVA钢的耐磨性能,用脉冲电沉积法在CrNi3MoVA钢表面制备了Ni-Co-Al_(2)O_(3)-WS_(2)复合镀层,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析镀层的表面形貌和物相结构,用纳米压痕仪和往复式摩擦磨损试验机测试镀层的纳米力学性能与摩擦学性能。结果表明:Ni-Co-Al_(2)O_(3)-WS_(2)复合镀层表面呈结节状凸起,随着占空比的增加,镀层表面结节密度减少,(111)晶面择优取向更加明显。占空比为0.1的复合镀层拥有最高的硬度7.24GPa,最低的平均摩擦系数0.38和体积磨损率1.52×10^(-4) mm^(3)·(N·m)^(-1)。镀层中的n-Al_(2)O_(3)颗粒会支撑在摩擦面上减少摩擦副间的接触面积,同时与n-WS_(2)颗粒与在剪切作用下脱落形成润滑膜,发挥协同减磨作用提高镀层摩擦学性能。

输电塔架用Q345钢表面Zn-Ni/TiO_(2)复合涂层的性能研究

采用电沉积技术并结合喷涂法在制造输电塔架常用的Q345钢表面制备出Zn-Ni/TiO_(2)复合涂层,表征和分析了复合涂层的微观形貌和元素组成,并通过人工气候老化试验、落砂冲击试验、砂纸摩擦试验和加速腐蚀老化试验测试了复合涂层的稳定性与耐蚀性。结果表明:复合涂层的元素组成为Zn、Ni、Ti、O、C和Si元素,微纳米结构与低表面能协同作用使得复合涂层表现出超疏水性能。复合涂层能较长时间耐受摩擦冲击、日光照射和干湿交替,稳定地保持超疏水性能。在相同腐蚀介质中复合涂层的腐蚀电流密度仅为1.54×10~(-6) A/cm~2,电荷转移电阻达到7050.8Ω·cm~2,表现出优良的耐蚀性,相较于常用的镀锌层可以为Q345钢提供较理想的腐蚀防护作用。

CeO_(2)含量对激光熔覆Ni45A+TiC复合涂层组织和性能的影响

目的提高模切刀具刃口层硬度和耐磨性,使刃口层内部组织无缺陷。方法以Ni45A-TiC-CeO_(2)为熔覆材料,采用激光熔覆技术在AISI 1045钢表面制备不同含量稀土氧化物复合涂层。通过测试,分别研究不同含量CeO_(2)(质量分数0%~5%)对熔覆层物相组成、显微组织、显微硬度和耐磨性能的影响规律。结果添加CeO_(2)后,熔覆层的物相主要包括TiC、Ni_(3)Fe、Cr_(7)C_(3)、Cr_(23)C_(6)等,少量CeO_(2)的加入未改变熔覆层内主要相的生成,在CeO_(2)的质量分数为5%的条件下,在熔覆层中观测到Ce_(2)O_(3)相。当CeO_(2)的质量分数为2%时,Ni45A-TiC-CeO_(2)复合涂层表面无渣、无裂纹、润湿角较小、宏观形貌最好,从表面到与基体结合处涂层的显微组织无枝晶,组织得到明显细化,TiC形貌细化,且分布较均匀;平均显微硬度最高,为1388.6HV,是未添加CeO_(2)刃口层的1.151倍;平均摩擦因数和平均磨损体积最小,平均磨损体积为0.259×10^(-3)mm^(3),相较于未添加CeO_(2)的熔覆层,降低了47.358%,涂层的耐磨性能最好。结论添加适量CeO_(2)有助于改善涂层的宏观形貌,细化微观组织,提高涂层的显微硬度和耐磨性能。

热处理温度对Ni-ZrB_(2)镀层微观组织与硬度的影响

采用电镀方法制备了Ni-ZrB_(2)复合镀层,研究了热处理温度对复合镀层物相、微观组织和显微硬度的影响。结果表明:未进行热处理时,Ni-ZrB_(2)复合镀层的表面粗糙、致密性差。经热处理后,复合镀层表面平整致密,热处理温度为400℃时,复合镀层的表面最为致密。添加ZrB_(2)粒子未改变镀层的晶体结构,但镀层的显微硬度得到提升。随着热处理温度的升高,镀层的显微硬度先升高后降低,当热处理温度为400℃时,镀层的显微硬度最高。

超声波辅助铁基体电沉积Zn-Ni-P/纳米ZrO_(2)复合镀层及性能研究

通过电沉积并辅助超声波振荡在铁基体上制备出Zn-Ni-P/纳米ZrO_(2)复合镀层。研究了镀液中ZrO_(2)颗粒浓度对复合镀层中ZrO_(2)颗粒含量以及复合镀层表面形貌、相结构、硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着镀液中ZrO_(2)颗粒浓度从5 g/L增加至30 g/L,ZrO_(2)颗粒含量呈现先升高后降低趋势,复合镀层的形貌特征发生变化,导致硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能存在差异,但不同复合镀层的相结构无明显差异,都含有单质Zn、Ni_(5)Zn_(21)和ZrO_(2)相。镀液中ZrO_(2)颗粒浓度为20 g/L时,复合镀层中ZrO_(2)颗粒含量达到10.43%,该复合镀层的晶粒细小且结合紧密,表现出良好的致密性,硬度达到503.5 HV,平均摩擦系数和磨损失重仅为0.48和3.42 mg,电荷转移电阻和低频端阻抗值分别达到6.34×10^(3)Ω·cm^(2)和6.84×10^(3)Ω·cm^(2),其性能与Zn-Ni-P合金镀层相比显著提高。适当增加镀液中ZrO_(2)颗粒浓度有利于提高复合镀层中ZrO_(2)颗粒含量,使复合镀层的晶粒明显细化且致密性改善,具有较强的阻碍局部塑性变形和承载能力,并且能有效抑制电化学腐蚀,从而表现出更好的性能。

45#钢表面Ni-W/ZnO超疏水复合涂层的制备及性能研究

采用电沉积工艺并结合喷涂法在45#钢表面制备Ni-W/ZnO超疏水复合涂层,表征了复合涂层的微观形貌和主要成分,并对复合涂层的疏水性、机械稳定性及耐蚀性进行测试分析。结果表明:复合涂层表面形成微纳米分级结构,主要成分为Ni、W、Zn、O、C和Si元素,改性ZnO颗粒在复合涂层中呈较均匀分散状态。复合涂层表面水滴接触角达到151.4°,表现出超疏水性能,并且经20次胶带提拉、20次砂粒冲击和20个周期砂纸摩擦后接触角仍然大于150°,能稳定地保持超疏水性能而且具有良好的机械稳定性。复合涂层还表现出优异的耐蚀性,其腐蚀电流密度仅为6.79×10^(-7)A/cm^(2),极化电阻达到3.25×10^(4)Ω·cm_(2),相比于常规Ni-W合金镀层,能为45#钢提供理想的腐蚀防护作用。

电镀电流密度对Al_(2)O_(3)-Ni复合镀层的耐蚀性影响

Q345钢材耐蚀性较差,在其表面电镀致密的Al_(2)O_(3)-Ni镀层可有效提高其耐蚀性,研究了电镀的电流密度对Q345钢镀层试样的耐蚀性影响。结果表明:电镀制备的Al_(2)O_(3)掺杂的Ni镀层可显著提高Q345钢的耐蚀性,电镀的电流密度最优值为2.5 A/dm^(2)。基体的腐蚀电流密度为1.845×10-5A/cm^(2)。制备Al_(2)O_(3)-Ni镀层后,试样的腐蚀电流密度均显著下降。电流密度在2.5 A/dm^(2)时,Al_(2)O_(3)-Ni复合镀层试样的腐蚀电流密度最小,为9.747×10^(-8)A/cm^(2)。在盐雾腐蚀实验中,基体腐蚀速率最快,为12.081 g/cm^(2)·h;电流密度为2.5 A/dm^(2)时,Al_(2)O_(3)-Ni复合镀层腐蚀速率最低,为1.562 g/cm^(2)·h.

齿轮钢电沉积Ni-W/MoS_(2)自润滑复合镀层及性能研究

采用电沉积工艺在制造齿轮常用的40Cr钢表面制备掺杂MoS_(2)颗粒的Ni-W/MoS_(2)自润滑复合镀层,并研究MoS_(2)颗粒对复合镀层表面形貌、晶相结构、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明:Ni-W/MoS_(2)自润滑复合镀层完整覆盖40Cr钢表面,主要成分为Ni、W、Mo和S元素,存在4个Ni的衍射峰并且都呈现(220)晶面择优取向。镀液中MoS_(2)颗粒质量浓度变化导致镀层的晶粒形态及致密性显现出差异,MoS_(2)颗粒含量呈现先升高后降低趋势,造成显微硬度先增大后减小,耐磨性能先改善后变差。当镀液中MoS_(2)颗粒质量浓度为5 g/L,Ni-W/MoS_(2)复合镀层中MoS_(2)颗粒含量达到4.17%,形成条状与乳突状不同形态的晶粒,结合更紧密,其硬度达到607.5 HV,表面磨痕宽度仅为420μm,表现出良好的耐磨性能,能起到较理想的减摩作用,从而显著提高40Cr钢的耐磨性能。

45钢基纳米CeO_2/Ni-P化学复合镀层表面沉积行为研究

采用化学复合镀的方式制备了基于45钢表面的CeO_2/Ni-P复合镀层,通过SEM扫描电镜、EDS能谱分析考察了镀层的微观组织,通过硬度仪和测厚仪测试复合镀层的厚度和硬度,同时考察了镀层的耐化学腐蚀性能。结果表明:当稀土氧化物CeO_2的添加量为15~20g/L时,CeO_2/Ni-P复合镀层表面光滑、均匀、厚度、硬度和耐腐蚀性能达到最佳,可获得最佳的镀层性能。

Ni-SiC和Ni-SiO_2复合镀层性能的研究

对Ni SiC、Ni SiO2 复合镀层在 5 %NaCl+0 .5 %H2 O2 溶液中的腐蚀性能 ,80 0℃高温下的抗氧化性能以及导热性能进行了研究。并利用扫描电镜 (SEM)对镀层微观组织形貌进行了观察和分析。实验结果表明 :与Ni SiC复合镀层比较 ,Ni SiO2 复合镀层在 5 %NaCl+0 .5 % /H2 O2 溶液中以及在 80 0℃高温环境中 ,均表现出较好的耐蚀和抗氧化能力 ;而Ni SiC复合镀层的导热性则明显强于Ni SiO2 ,两者的导热系数随时间延长均略有减少。文中对产生这些性能差异的原因进行了初步的探讨与分析。

Ni/SiO_2复合电镀层高温氧化性能的研究

本试验在普通镀镍液中添加了 10～ 4 0 g/L的二氧化硅微粒 ,成功地制备了 Ni/Si O2 复合镀层 ,随后在 80 0℃下进行了高温氧化试验。研究结果表明 :不同粒径的微粒均可复合进入镀层 ,微粒的进入对镀层的高温抗氧化性有明显影响 ;初始氧化阶段 ,微粒的存在有利于提高镀层的抗高温氧化性能 ;在高温氧化过程中 ,还明显存在基底铜向镍镀层的扩散 ,这可能有利于增强镀层与基底之间的结合力。X射线衍射分析表明 :高温氧化后在镀层表面主要生成 Ni O产物。

Ni-P-Zn_3(PO_4)_2(ZnSnO_3、ZnSiO_3)纳米复合化学镀层性质和组成的研究

研究了温度、时间、浓度等对 A3钢片上 Ni-P-Zn3(PO4)2、 Ni-P-ZnSnO3和 Ni-P-ZnSiO3纳米复合化学镀层外貌的影响。用扫描电子显微镜（ SEM）观察外貌；称重法测定厚度；通过 10％ NaCl溶液、 1％ H2S气体加速腐蚀试验、 10％ CuSO4溶液点滴试验等多种手段测定其耐腐蚀性能；用 X-射线光电子谱 (XPS)及俄歇电子能谱 (AES)测定其价态及组成。结果表明：在最佳施镀条件下，可得光亮、致密、耐腐蚀性强于 A3钢、磷化膜及 Ni-P镀层的纳米复合化学镀层。镀层的原子百分组成约为 (％ )： Ni-P-Zn3(PO4)2： Ni 70.00,P 12.47,Zn3(PO4)2 13.93,C 3.6； Ni-P-ZnSnO3： Ni 77.56,P 10.00,ZnSnO3 9.84,C 2.6； Ni-P-ZnSiO3： Ni 83.00,P 10.96,ZnSiO3 5.15,C 0.89。

纳米TiO_(2)颗粒对Ni-W-P合金镀层性能的影响

目的探究纳米TiO_(2)颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性。方法使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相。对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性。结果加入纳米TiO_(2)颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化。EDS结果表明,纳米TiO_(2)颗粒在镀层中分布均匀。物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO_(2)颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm。失重试验表明,Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层在Cl^(–)为2×10^(5) mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/(m^(2)·h),与Ni-W-P镀层的腐蚀速率相比,减少了21%;与Ni镀层的腐蚀速率相比,减少了31%;与2024铝合金的腐蚀速率相比,下降了69%。电化学测试结果表明,Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层的自腐蚀电位较Ni-W-P镀层、Ni镀层以及2024铝合金分别正移了0.0813、0.1668、0.4141 V,腐蚀倾向更低。与Ni镀层、Ni-W-P镀层相比,Ni-W-P/TiO_(2)纳米复合镀层具有最高的显微硬度(535.6HV)以及耐磨性(0.1942 mg/min)。结论纳米TiO_(2)颗粒的加入可以减小镀层的晶粒尺寸,使镀层表面更加致密,同时提高镀层的硬度,增强镀层的耐蚀性与耐磨性。

Ni-SiO_2复合镀层腐蚀摩擦学性能研究

利用瓦特型复合镀液制备Ni SiO2 复合镀层 ,探讨了电沉积过程和获得的镀层的性质 ;尤其是电流密度对获得的Ni SiO2 复合镀层的性能和结构的影响。结果表明 ,Ni SiO2 复合镀层的硬度可达到HVM4 1 0 .2。在 3%NaCl溶液中 ,Ni SiO2 复合镀层磨损量比纯镍层降低 5 0 % ,比A3钢的磨损量降低 86 %。电化学测试结果表明 ,Ni SiO2复合镀层在 3%NaCl溶液中的腐蚀电流比纯镍镀层降低 4 3% ,表现出较好的耐腐蚀性能。SEM分析显示Ni SiO2复合镀层表面是由SiO2 在Ni基体上紧密堆积而成 ,Ni与Si的组分比是 3.4∶1 .2。X射线分析显示Ni SiO2 复合镀层中Ni为面心立方结构 ,其晶粒尺寸为 1 9.1nm。

45钢上Ni-W-Co-B_4C复合镀层的制备及其摩擦学性能

利用电沉积技术在45钢表面制备了Ni-W-Co-B4C复合镀层,并研究了油润滑磨损条件下Ni-W-Co-B4C复合镀层的磨损特性。结果表明,Ni-W-Co镀层磨损形貌中有很深的犁沟,局部并有黏着磨损的特征,镀层的抗磨损性能较差;加入B4C颗粒的Ni-W-Co-B4C复合镀层磨损形貌试验中的犁沟较浅,没有发现黏着磨损现象,但B4C颗粒与金属基体结合不牢,有颗粒脱落现象。B4C颗粒含量、大小和载荷都对复合镀层的耐磨性有影响。当镀层中含有20%(体积分数)的B4C颗粒时,磨损性能最好。