Ni-P/金刚石超硬复合涂层制备及其性能研究

【目的】解决Ni-P复合涂层本身硬度较低的问题。【方法】选择添加金刚石微粉制备Ni-P/金刚石复合涂层。首先通过正交试验得到了制备Ni-P/金刚石复合涂层的最佳工艺参数,其次通过单因素试验研究了各工艺参数对复合涂层力学性能的影响,最后通过SEM,XRD,EDS对最佳工艺参数下的复合涂层进行表征。【结果】根据试验成功计算出最佳工艺参数。【结论】制备Ni-P/金刚石复合涂层的最佳工艺参数为电流密度4 A/dm2、金刚石浓度5 g/L、搅拌速度150 r/min、镀液温度60℃,研究了各工艺参数对复合涂层力学性能的影响。

2014铝合金表面Ni-P/金刚石复合镀层的制备和性能

为了提高铝合金表面的耐磨能力,采用电沉积法在2014铝合金表面制备了Ni-P/金刚石复合镀层,利用波长色散X射线荧光光谱分析以及扫描电子显微镜、维氏硬度仪、电化学工作站、摩擦磨损试验机等仪器设备研究了镀层中不同金刚石颗粒含量对镀层的元素组成、表面形貌、显微硬度、腐蚀性能和耐磨性的影响。结果表明,随着镀液中金刚石颗粒添加量从0增加至1.0 g/L,镀层的腐蚀电流密度降低,腐蚀电位升高,显微维氏硬度从526 HV_(0.5)升高至786 HV_(0.5);当金刚石颗粒添加量为1.0 g/L时,镀层的磨损率最低。随着金刚石含量的增加,镀层的磨损机理由疲劳磨损转变为疲劳磨损与黏着磨损的相互作用再转变为黏着磨损。

Ni-Co/纳米金刚石复合镀层抗磨损性能的研究

采用电沉积法在 45#钢样品表面制备了含有纳米金刚石的镍?钴合金基复合镀层。对复合镀层的显微硬度和微观结构进行了测试。并考察了阴极电流密度、镀液 pH 值等主要工艺参数对纳米复合镀层耐磨性的影响。结果表明:纳米金刚石的弥散强化作用,可以有效地提高镀层的硬度。在干摩擦条件下,纳米复合镀层的耐磨性是镍?钴合金镀层的 3 倍。

电泳-电沉积Ni-金刚石复合镀层及其耐磨性能研究

先采用电泳技术在铜基体表面沉积均匀、致密的金刚石微粒,再将已覆盖有金刚石微粒的基体放入电镀液中进行电沉积金属镍,获得了金刚石质量分数约为48%且分布均匀的Ni-金刚石复合镀层。与纯镍镀层进行磨损试验对比,发现制备的Ni-金刚石复合镀层磨痕较浅,磨损量较小,其对磨件的磨损体积约为纯镍镀层对磨件的17倍,表明此两步沉积工艺制备的复合镀层具有良好的耐磨性能。

人造金刚石表面化学镀W/Ni-P层的工艺优选及镀层质量

为改进人造金刚石的表面性能,先在其上化学镀W,再化学镀Ni-P,制备了W/Ni-P包覆人造金刚石粉末。以镀液稳定性和镀层与基体结合力为评价标准,用正交试验和单因素试验优选工艺,并用扫描电镜(SEM)、能谱仪和粒度分析仪考察了优化W/Ni-P复合镀层的组织结构和镀后粉末的粒度分布。结果表明:最优化学镀W工艺为50 g/L钨酸钠,32 g/L次亚磷酸钠,25 g/L柠檬酸三钠,0.002 0 g/L硫脲,p H值为8.5,温度为90℃,时间为1 h;最优化学镀Ni-P工艺为35 g/L硫酸镍,32 g/L次亚磷酸钠,25 g/L柠檬酸三钠,0.002 0 g/L硫脲,p H值为4.5,温度为80℃,时间为1 h;优化W/Ni-P层均匀细致,与金刚石结合良好,镀覆后的金刚石粉末粒度更均匀。

Ni-P-金刚石化学复合镀层与钢基的扩散

本文采用金相观察、能谱分析、Ｘ射线衍射分析等手段，着重研究了在中碳钢衬底上施镀的Ｎｉ－Ｐ－金刚石复合镀层经中、低温热处理后，镀层与衬底间的扩散问题．结果表明，镀件经 ２００—８００℃ ，各 １ｈ的热处理后，镀层与衬底间发生 Ｆｅ、Ｎｉ元素的相互扩散，Ｆｅ元素在镀态时即有扩散现象，而Ｐ的扩散很弱．经６００℃，１ｈ热处理后，由于扩散的影响，镀层内Ｎｉ元素呈梯度分布；镀件经８００℃，１ｈ热处理后并空冷，扩散层中主要形成了γ（Ｎｉ，Ｆｅ）相．

Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能研究

为探究金刚石固结磨料研磨盘的复合电沉积制备工艺,对Ni–金刚石复合镀层制备工艺及其性能进行了研究。通过扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机分析研究镀液金刚石浓度、电流密度、温度、沉积时间对复合镀层质量的影响。经试验得到最佳工艺参数:金刚石浓度40g/L,电流密度3A/dm2,温度50℃,沉积时间90min。经检测Ni–金刚石复合镀层表面平整,且金刚石粉末沉积均匀,复合镀层的耐磨性能相较于传统的镍层明显提高。

金刚石表面化学镀Ni-P复合层的显微分析

为了提高金刚石工具使用寿命,必须解决金刚石的早期脱落问题,本文利用了化学镀的方法在金刚石表面成功地镀上了Ni-P复合层,改善了金刚石与胎体材料的结合状态。并且利用X射线衍射对镀层的物相进行了分析,用扫描电镜和能谱分析技术对复合镀层的化学成分、显微形态以及生长方式进行了检测和观察。结果表明：金刚石表面Ni-P镀层呈银白色,镀层致密而且均匀;镀层与金刚石结合良好,镀层的厚度为4-6μm;Ni和P共存于复合镀层中,其中,Ni含量为13.19wt%并且为非晶态,经热处理加热后,镀层Ni和P反应形成Ni3P,转变为晶体结构;Ni-P复合镀层的生长方式有两种：一种是片层式长大,一种是凸球式长大。

热处理对Ni－P－金刚石复合镀层结构及性能的影响

研究了热处理工艺对Ｎｉ－Ｐ－金刚石化学复合镀层结构及性能的影响．结果显示，复合镀层在３００℃时开始晶化，经４００～５００℃热处理后形成Ｎｉ＋Ｎｉ３Ｐ＋金刚石混合结构；镀层硬度在４００℃达到最大值；热处理提高了镀层的耐磨性能．

钛合金表面复合化学镀Ni-P-金刚石微粉工艺

研究了高尔夫击球头用钛合金表面复合化学镀 Ni- P-金刚石微粉的工艺过程 ,对复合镀层的性能进行了测试 。

纳米Si_3N_4/Ni复合镀层对金刚石节块性能的影响

用滚镀的方法在金刚石表面镀Ni层和纳米Si_3N_4/Ni复合镀层,用扫描电子显微镜观察金刚石镀前和镀后的表面形貌,用DKY-1型单颗粒抗压强度测定仪测量金刚石单颗粒的抗压强度。用热压烧结的方法得到铁基结合剂金刚石节块,在INSTRON-5569型万能材料试验机上测量节块的抗弯强度,在NMW-1立式万能摩擦磨损试验机上测试节块的耐磨性。结果表明:在金刚石表面镀Ni层和纳米Si_3N_4/Ni复合镀层后,表面镀层均匀,纳米Si_3N_4/Ni复合镀层比纯Ni层更致密,更平滑,晶粒更细小;纳米Si_3N_4/Ni复合镀层金刚石单颗粒有更高的抗压强度;纳米Si_3N_4/Ni复合镀层金刚石铁基结合剂节块有更高的抗弯强度和更优良的耐磨性。

高速电弧喷涂FeCrNi/Ni包金刚石复合层的组织与性能

目前,鲜见电弧喷涂含金刚石的粉芯丝材的研究报道。通过超声波辅助化学镀方法制备Ni包覆金刚石粉体,将其作为FeCrNi粉芯丝材的增强相,高速电弧喷涂制备了FeCrNi/Ni包金刚石复合层。对复合层的结合强度、硬度、耐磨损性能进行了测试,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等观察分析了复合层的表面、截面形貌和成分。结果表明,FeCrNi/Ni包金刚石层的平均硬度可达665 HV,结合强度高达30.5 MPa,综合力学性能优异,具有典型的层状结构特征。Ni包金刚石粉体硬质相使复合层具有优异的耐磨损性能。

18Cr2Ni4WA钢磨损表面修复工艺研究

通过分析飞机襟翼作动筒活塞失效的原因,提出了修复该零件的新工艺——刷镀Ni-金刚石复合镀层。研究结果表明,最佳刷镀工艺参数为：工作电压12 V,镀液温度45～60℃,镀笔与工件相对运动速度10～15 m/min。采用该工艺对作动筒活塞进行修复,镀层的厚度为30μm时,硬度可达HV770,附着力良好,杯突高度为5.1 mm,耐磨性与基体相当,能满足修复磨损活塞的要求。

纳米金刚石粒径对Ni–P化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响

为提高化学镀镀层的耐磨性和耐腐蚀性,采用化学镀制备含不同粒径的纳米金刚石Ni–P–D复合镀层,通过SEM、XRD、摩擦磨损试验、磨粒磨损试验和电化学试验,探究纳米金刚石粒径对Ni–P镀层微观形貌、力学性能、摩擦磨损性能、磨粒磨损性能和耐腐蚀性能的影响。经化学复合镀可以得到与基体结合良好,厚度约为30μm,含纳米金刚石的Ni–P–D复合镀层;含50 nm金刚石的Ni–P–D复合镀层的硬度最高,抗摩擦磨损和磨粒磨损性能最好;随着纳米金刚石粒径减小,Ni–P–D复合镀层的摩擦系数和抗腐蚀能力提高,含5 nm金刚石的Ni–P–D复合镀层的摩擦系数最小,抗腐蚀能力最强。

Ni-P-金刚石复合镀层的等温晶化动力学研究

采用金刚石作为复合粒子制备了N i-P-金刚石复合镀层,通过引入晶化方式指数的概念,研究了N i-P镀层和N i-P-金刚石复合镀层的等温晶化过程的形核和长大动力学。结果表明,在相同温度下,N i-P-金刚石复合镀层开始晶化所需时间比N i-P镀层的少,但其晶化过程进行较为缓慢,完成晶化所需时间较长。说明金刚石的存在有利于晶化过程的开始,但对晶化的进行过程又有阻碍作用。N i-P-金刚石复合镀层与N i-P镀层两者的晶化机制是一样的,N i-P-金刚石复合镀层的晶化方式指数为2.87,N i-P镀层晶化方式指数为2.91。

不同镀层金刚石与铜基粉末烧结制备的锯片刀头性能及机理

为了研究金刚石表面不同镀层对锯片刀头性能的影响及作用机理,分别对金刚石作了化学镀Ni、真空微蒸发镀Ti及Ti-Ni复合镀处理,并与铜基粉末混合烧结制备了锯片刀头。分别采用L30W/TMP扫描电镜、自制的3点抗弯机和热蚀法,对锯片刀头的锋利度、抗弯强度、耐热蚀性进行了探讨。结果表明:金刚石镀覆后制备的锯片切削性能、胎体对金刚石的把持力比金刚石锯片均有不同程度的提高;高温下,镀覆层对金刚石起到了一定的保护作用,镀Ni金刚石的锯片金刚石脱落较严重,镀Ti金刚石锯片的锋利度提高不大,Ti-Ni复合镀金刚石锯片切割速度最快,较前2种分别提高了67%和56%,且加工质量最好。金刚石表面Ti-Ni复合镀是提高铜基金刚石锯片性能的最有效措施之一。

镀液纳米金刚石浓度及不同电流密度下镍-纳米金刚石复合镀层的形貌及力学性能

为了进一步探讨制备高强度镍-纳米金刚石复合镀层的技术,采用瓦特镀液和直流电沉积方法制备了镍-纳米金刚石复合镀层,研究了沉积电流密度、镀液中纳米金刚石浓度对Q235A钢表面镍-纳米金刚石复合镀层形貌、织构及力学性能的影响。采用D/MAX-2500 X射线衍射仪分析了复合镀层的晶体结构及残余应力,采用X650扫描电镜(SEM)观察了其表面形貌及纳米金刚石的分布,采用Nano Indenter XP型纳米力学测试系统测试了复合镀层的硬度及弹性模量。结果表明:当镀液中纳米金刚石浓度为8.0 g/L,电流密度为3 A/dm2时,复合镀层中的纳米金刚石含量最高,达到14.35%(质量分数),硬度、弹性模量分别达到5.302,254.356 GPa;复合镀层的平均晶粒尺寸由镍镀层的30.8 nm减小到20.4 nm,择优取向由镍镀层的(111)晶面转变为(200)晶面。

镍-金刚石复合镀工艺条件的优化

为进一步了解各因素对复合镀镍-金刚石的影响,采用正交试验方法对镍-金刚石复合电镀工艺进行了研究,探讨了金刚石浓度、分散剂用量、电流密度、搅拌速度、超声频率对镀层中金刚石含量、镀层显微硬度和厚度的影响,确定了最佳工艺条件,并利用扫描电镜、能谱仪和硬度测试仪测试了最佳工艺所得镀层的形貌和性能。结果表明:50 g/L金刚石,8%分散剂,电流密度8 A/dm2、搅拌速度70 r/min和超声频率80 kHz下,所得镀层中金刚石的平均含量可达63.13%,镀层硬度可达1 927 HV。

电沉积参数对镍-纳米金刚石复合镀层性能的影响

目前有关纳米复合镀层电沉积的研究还不够深入、系统。以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上制备镍-纳米金刚石复合镀层,研究了纳米金刚石浓度、搅拌速度对镍-纳米金刚石复合镀层性能的影响规律。在测试纳米金刚石复合镀液中镍的还原行为时发现,随着纳米金刚石浓度的升高,镍离子的极化程度呈现先升高后下降的趋势,镀液中纳米金刚石浓度为8.0 g/L时极化程度最大,同等条件下直流电沉积制备的复合镀层硬度、弹性模量分别为4.66 GPa和195.2 GPa,而双脉冲电沉积制备的镀层硬度和弹性模量分别达到5.23 GPa和197.4 GPa。

镍-铁-磷/金刚石复合沉积工艺与性能研究

以三元合金为基体的复合电沉积层综合了一般耐磨镀层的性能和所镶嵌的固体微粒的性能。为开发新型多元非晶态合金耐磨复合沉积层，以复合沉积层耐磨减摩性为主要衡量指标并综合考虑其他性能指标，用正交试验法进行了镍-铁-磷／金刚石复合电沉积工艺与性能的研究。结果表明，在试验所采用的复合电沉积工艺控制范围内，可获得金刚石微粒弥散分布的镍-铁-磷／金刚石复合电沉积层，通过调整沉积工艺参数，能得到不同金刚石微粒复合量的复合电沉积层；在镀态下该复合沉积层（基质）呈非晶态结构；较佳综合性能复合层的电沉积工艺参数为：镀液中金刚石微粒（0．5-1．0μm）含量6g／L；NaH2P02·H20含量2g／L；FeSO4-7H2O含量70g/L，其对制备具有良好摩擦学特性的镍-铁-磷／金刚石复合沉积层具有重要的参考价值。