紫铜电沉积Zn-Ni-W合金镀层的耐腐蚀与机械性能

采用含有钨酸钠的镀液,通过电沉积将W元素引入Zn-Ni合金镀层中,以期获得具有优良耐腐蚀与机械性能的Zn-Ni-W合金镀层。研究了钨酸钠浓度对Zn-Ni-W合金镀层的表面形貌、成分、相结构、耐腐蚀性能、硬度、耐磨性能以及弹性恢复性能的影响。结果表明:添加适量钨酸钠制备的Zn-Ni-W合金镀层晶粒类似花蕊状,以缠绕形式结合紧密起到强化效果,其耐腐蚀性能、硬度、耐磨性能和弹性恢复性能相比于Zn-Ni合金镀层提高,但Zn-Ni-W合金镀层的物相组成与Zn-Ni合金镀层相同。当钨酸钠浓度为35 g/L时,由于电沉积Zn-Ni-W合金镀层过程中引起较大程度晶格畸变,致使晶粒呈花蕊状缠绕结合更紧密,起到较好的强化效果。该镀层具有最低的腐蚀电流密度9.74×10^(-7) A/cm^(2),对紫铜基体的防护效率达到98.4%,硬度达到378.2 HV,较Zn-Ni合金镀层提高约160 HV,还表现出优良的耐磨性能和弹性恢复性能。

不同锌合金镀层的制备及其耐腐蚀与机械性能研究

利用电沉积方法在铜基体上分别制备Zn-Ni合金镀层、Zn-Co合金镀层、Zn-Ni-P合金镀层和Zn-Ni-W合金镀层,并研究不同锌合金镀层的微观形貌、晶相结构、结合强度、耐腐蚀性能、硬度、韧性与耐磨性能。结果表明:不同锌合金镀层完全覆盖铜基体,并且结合强度高,但它们的形貌特征及物相有所不同,耐腐蚀与机械性能也存在差异。Zn-Co合金镀层的晶粒呈团簇颗粒状,堆积紧密;Zn-Ni-P合金镀层的晶粒呈细小块状,堆积紧密;Zn-Ni-W合金镀层的晶粒呈花蕊状,以缠绕形式紧密结合。它们的致密性和耐腐蚀性能明显好于Zn-Ni合金镀层,硬度较Zn-Ni合金镀层分别提高约68 HV、62 HV、109 HV,磨损体积较Zn-Ni合金镀层分别降低约65%、40%、42%。Zn-Ni-P合金镀层的耐腐蚀性能最好,具有最高的电荷转移电阻4.04×103Ω·cm2和低频阻抗模值1.10×104Ω·cm2,而Zn-Ni-W合金镀层具有高硬度(421.8 HV),还表现出良好的韧性与耐磨性能。

国产Zn-5%Al-混合稀土合金镀层高钒封闭索丝耐久性研究

以国家速滑馆首次应用的国产Zn-5%Al-混合稀土合金镀层高钒封闭索丝为研究对象,对其使用性能、基本特性及耐久性等进行研究。采用了国家速滑馆内部高空索体实际服役环境处的大气暴露试验方式,综合考虑索在加工安装过程中易产生的损伤,对索丝试件进行了划痕、刮擦、焊点的预制缺陷设计,研究了含预制缺陷的国产Zn-5%Al-稀土合金镀层高钒封闭索丝在真实使用环境中的大气腐蚀行为规律,并采用力学性能测试研究了索丝在服役环境大气腐蚀作用下的力学性能变化规律及不同缺陷对力学性能的影响。结果表明,加工安装过程中在索丝表面合金镀层产生的划痕、刮擦、焊点等损伤,会破坏合金镀层的完整性。大气暴露试验和力学性能试验中,三类缺陷对索丝金属镀层防大气腐蚀性能和单丝抗拉强度均有负面影响,其中焊点缺陷影响最大,单丝抗拉强度下降约40%。

Ce对Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响

为了考察Ce含量对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层的组织和耐腐蚀性能的影响,采用SEM、EDS、XRD等方法对镀层的形貌、组织成分及物相进行了观察分析,结合盐雾试验对腐蚀产物形貌、组成及含量以及去除腐蚀产物后的镀层形貌进行了分析,并进一步通过电化学测试考察了不同镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,Zn-5Al-1.5Mg-xCe (x=0, 0.05, 0.10, 0.25,质量分数,%)合金镀层的组织由富Zn相、富Al相和Zn/Al/MgZn_(2)(或Mg_(2)Zn_(11))三元共晶组织组成,少量Ce的加入增加了镀层中三元共晶组织的比例。Ce可以减薄镀层,细化富Al相,提高镀层的均匀性。当Ce添加量为0.10%时,细化效果最好。另外,Zn-5Al-1.5Mg-0.10Ce合金镀层的耐腐蚀性能最好,是Zn-5Al-1.5Mg合金镀层的2.6倍左右。Ce提高了镀层的均匀性,减少了局部腐蚀,提高了Zn_5(OH)_8Cl_(2)·H_(2)O腐蚀产物保护层的均匀性和致密性,从而提高了镀层的耐腐蚀性能。

硝酸钇对黄铜基体电沉积Co-W-P合金镀层性能的影响

选用硝酸钇作为添加剂加到镀液中,研究了硝酸钇添加量对黄铜基体上电沉积Co-W-P合金镀层的外观、微观形貌、组织结构、硬度、抗磨损性能与抗划伤性能的影响。结果表明:改变硝酸钇添加量对Co-W-P合金镀层的外观、覆盖能力、衍射峰位置以及择优取向无明显影响,但添加适量硝酸钇使Co-W-P合金镀层中孔洞数量减少,表面致密性逐步改善,硬度增大,抗磨损性能与抗划伤性能明显提高。当硝酸钇的添加量为3 g/L,电沉积的Co-W-P合金镀层表面平整且致密,呈现(200)晶面择优取向,硬度达到536.8 HV,磨损量仅为4.6 mg/cm^(2)并且表面磨损程度轻,表现出良好的抗磨损性能与抗划伤性能。

电镀参数对电沉积Sn-Ag-Cu合金镀层的影响

采用自主研发的甲磺酸锡银铜电镀液在黄铜基体上制备了Sn-Ag-Cu合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)分析了电镀工艺参数对Sn-Ag-Cu合金镀层的成分、表面形貌以及镀层厚度产生的影响。结果表明,当电流密度为4 A/dm^(2)、温度为25℃及pH为5.5时,可获得结晶较细且致密,表面平整光亮且厚度均匀的Sn-Ag-Cu合金镀层。

软装设计用铜合金的表面Ni-W-P镀层与性能研究

针对软装设计用铜合金复杂服役环境的使用需求,为解决铜合金表面硬度低、耐腐蚀性能差等问题,采用化学镀的方法在软装设计用铜合金表面制备了Ni-W-P镀层。研究了Na_(2)WO_(4)浓度对化学镀层沉积速率、表面形貌、物相组成、硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着Na_(2)WO_(4)浓度从15 g/L增加至65 g/L,铜合金表面镀层的沉积速率先增后减,在Na_(2)WO_(4)浓度为35 g/L时取得最大值。镀层中P元素含量逐渐减小,W元素含量先增加后减小。不同Na_(2)WO_(4)浓度的镀层中都可见Ni和Ni_(5)P_(4)衍射峰,镀层硬度高于未添加Na_(2)WO_(4)的镀层。且随着Na_(2)WO_(4)浓度增加,镀层硬度先增后减,在Na_(2)WO_(4)浓度为35 g/L时取得最大值。随着Na_(2)WO_(4)浓度从15 g/L上升至65 g/L,铜合金表面镀层的腐蚀电位先正向移动后负向移动,腐蚀电流密度先减小后增大。在Na_(2)WO_(4)浓度为35 g/L时,取得腐蚀电流密度最小值和电荷转移电阻最大值。电化学阻抗谱与极化曲线测试结果相吻合,Na_(2)WO_(4)浓度为35 g/L时具有最佳的耐腐蚀性能。

超高强钢丝锌铝合金镀层腐蚀的元胞自动机模拟方法

根据锌铝合金镀层的电化学腐蚀原理,结合锌铝合金镀层微观组织试验、镀层均匀性试验、中性盐雾腐蚀试验数据,建立适用于锌铝合金镀层的二维腐蚀元胞自动机模型,模拟锌铝合金镀层的腐蚀演化过程,分析镀层金属氧化反应、水化反应、水化物溶解反应和镀层不均匀性对腐蚀过程的影响规律.研究结果表明,二维腐蚀元胞自动机模型能够准确模拟锌铝合金镀层的腐蚀演化过程;在镀层腐蚀过程中,金属的氧化反应起主导作用,金属的水化反应和金属水化物的溶解反应是次要因素;同一时刻,氧化概率大小与单位面积金属腐蚀量呈非线性正比关系,溶解概率大小与单位面积金属腐蚀量呈非线性正比关系,水化概率大小与单位面积金属腐蚀量呈反比关系;镀层金属含量的不均匀分布对镀层腐蚀演化过程影响较小,镀层厚度的不均匀性会导致局部区域铁基体过早发生腐蚀,引起蚀坑的出现.

机械镀Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能研究

为了增强机械镀镀层的耐腐蚀性能,采用机械镀方法,以含铝5%(质量分数)的Zn-Al合金粉为原料,在Q235钢材基体表面制备了Zn-Al合金镀层。利用扫描电镜(SEM)表征了合金镀层的截面和断面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)分析了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为;通过中性盐雾腐蚀实验分析了合金镀层的耐蚀性,并采用XRD分析了镀层的盐雾腐蚀产物。结果表明,Zn-Al合金镀层由葫芦状的Zn-Al合金颗粒交错互嵌堆积而成,镀层颗粒之间以类似隼接的连接方式搭接“卡锁”;与机械镀Zn层相比,Zn-Al合金镀层的腐蚀电位正移了209 mV,腐蚀电流密度仅为纯Zn镀层的7.1%左右,极化电阻为纯Zn镀层的14倍;Zn-Al合金镀层的容抗弧半径明显大于纯Zn镀层的弧半径,且Q_(dl)较纯锌层减小;纯Zn镀层出现白锈和红锈的时间分别为24和362 h,而Zn-Al合金镀层出现白锈和红锈的时间为48和504 h。Zn-Al合金镀层的耐中性盐雾腐蚀性能明显优于纯Zn镀层,合金镀层对电荷转移具有更好的抑制作用,且Zn-Al合金镀层的腐蚀产物结构致密,可增强物理屏蔽功能。

水对低共熔溶剂中电沉积Zn-Fe合金镀层性能的影响

目的在氯化胆碱-乙二醇(ChCl-2EG)低共熔溶剂(DESs)中,以水为添加剂,采用电沉积制备Zn-Fe合金镀层,改善镀层的表面形貌,优化晶型结构,提高镀层的耐蚀性能。方法采用电导率仪、黏度计、循环伏安曲线(CV)研究水含量对低共熔溶剂黏度、电导率、电化学窗口的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS),研究水含量对镀层表面形貌和成分的影响。采用X射线衍射仪(XRD),分析水含量对镀层结构特征的影响。采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),分析水含量对镀层耐蚀性能的影响。结果随着水含量的增加,DESs的黏度降低,电导率升高,镀速增大,镀层中Zn含量提高,平均晶粒尺寸减小。当水的质量分数小于8%时,水会促进Zn和Fe的沉积。当水的质量分数大于8%时,水会抑制Zn和Fe的沉积。此外,当水的质量分数为4%时,DESs能够保持原有的电化学窗口(2.47 V),制备的Zn-Fe合金镀层平整致密,镀层极化电阻达到最大值(1469Ω/cm^(2)),电荷转移电阻达到最大值(612Ω/cm^(2)),耐蚀性最佳。结论水的含量会影响DESs溶剂的黏度、电导率及电化学窗口,会影响Zn-Fe合金镀层的表面形貌、晶粒尺寸及耐蚀性。当加入质量分数4%的水时,不仅能够促进Zn和Fe还原,而且还能改善Zn-Fe合金镀层的表面形貌,提高镀层的耐蚀性能。

电沉积法制备Ni-Cu合金镀层及其性能表征

采用电沉积法制备Ni-Cu合金镀层,以增强不锈钢的抗氧化及耐蚀能力。以电沉积速率为依据,利用正交实验法获得最佳工艺参数;通过高温氧化和电化学方法表征镀层性能。结果表明:影响Ni-Cu合金镀层性能的主次因素为电流密度>硼酸浓度>温度。最佳参数为:温度60℃、硼酸浓度10 g/L、电流密度5 A/dm^(2)。Ni-Cu合金镀层以其良好的抗氧化性及耐蚀性可有效保护不锈钢基体。

机械镀合金镀层的研究进展

首先,概述了近年来国内外对机械镀合金层研究的发展历程,指出不同种类机械镀合金层在湿式与干式工艺中的研究难点,湿式机械镀研究主要集中于镀层形成机理、锌基复合镀层及表面活化剂等,干式机械镀主要集中于镀层的合金化及镀层合金材料的配制方面。其次,分析了2种不同工艺下合金镀层的形成机理及合金镀层的防腐机理,湿式镀层由金属粉依靠表面活性剂和沉积促进剂在先导金属的作用下稳定持续形成,从而在基体表面形成防腐屏障;干式镀层依靠合金包覆的丸粒高速喷射冲击基体而形成,合金层和其表面的氧化膜作为防护层。最后,基于合金镀层优良的耐蚀性能和机械镀工艺特点,给出了研究发展以合金粉为原料的湿式机械镀的倡议,并从活化与沉积稳定性、绿色与复合化、产业标准化等方向,提出了机械镀合金镀层在防腐材料领域的发展趋势及研究建议。

铆钉镀层对单边摩擦铆焊接头成形及力学性能的影响

铆钉镀层是影响铆接接头成形及力学性能的重要因素,采用单边摩擦铆焊(SSFR)工艺连接6005A-T6和6A01-T5铝合金板材,研究了无镀层、Zn镀层、ZnNi镀层三种类型铆钉对应的SSFR接头成形过程铆接力、能量输入及接头宏微观成形的演化规律,分析了接头中不同位置的镀层剩余厚度及铆钉/板材界面的元素扩散,探究了铆钉镀层对接头拉剪和十字拉伸性能的影响。研究结果表明,镀层的引入降低了铆钉旋转产生的能量输入,从而使铝合金材料的热影响区减小,但能量输入的降低不利于铆钉空腔内铝合金材料间固相连接的形成,导致接头的拉剪和十字拉伸性能下降。与Zn镀层相比,ZnNi镀层的耐磨性较强,在铆钉高速旋转的搅拌摩擦作用下镀层剩余厚度仍超过40%,有助于提高接头的抗腐蚀性能。

铝锌硅合金镀层的耐热性研究

为了解决铝锌硅合金镀层在不同环境中的极限使用温度,研究镀层的耐热性,在200~500℃保温不同时间后,观察表面外观形貌变化,采用SEM和EDS分析镀层截面组织演变和元素成分变化规律。研究表明:铝锌硅合金镀层板在不超过300℃环境中,可以长期使用,镀层组织无明显变化,可以保证镀层的耐腐蚀性能;使用环境温度超过300℃后,铝锌硅合金镀层中的Fe含量直线上升,形成Al-Zn-Fe金属化合物,镀层组织合金化,表面裂纹、鼓泡明显,导致镀层失效。

用于金刚石摩擦化学抛光的Ni-W合金盘制备

为探究镀液成分、工艺条件等因素对Ni-W合金镀层的影响,制备出低内应力、高硬度的Ni-W合金盘,用于金刚石的摩擦化学抛光。采用单一性实验分别探究络合剂浓度、溶液pH、糖精钠浓度对镀层内应力、钨含量、硬度以及沉积速率的影响,并探究不同添加剂对镀层表面整平的效果。最终选用水杨醛为整平剂,并采用反向脉冲电流降低了镀层表面粗糙度,制备出硬度达HV 713,镀层厚度约为0.66 mm的Ni-W合金盘。使用合金盘对金刚石进行摩擦化学抛光,并探究合适的抛光工艺参数。在合金盘转速为8000 r/min,压力为40 N时,金刚石的抛光效果较好,其材料去除率为5.56μm/min,磨削比达0.394,金刚石表面粗糙度Sa为3.7 nm。使用传统铸铁盘对金刚石进行摩擦化学抛光,通过对比磨损参数发现,Ni-W合金盘能够达到更好的抛光效果。

M2052阻尼合金化学镀Ni-Cu-P后摩擦磨损和冲刷腐蚀性能研究

在M2052阻尼合金上化学镀Ni-Cu-P镀层,1 h后获得了厚度为9.2μm的非晶镀层。随后分析了镀层的表面和截面形貌、元素组成和相结构。对比了施镀前后样品的表面能、摩擦磨损性能和耐冲刷腐蚀性能的变化。结果表明,在化学镀Ni-Cu-P之后,M2052合金的耐蚀性能提高,与基体相比,施镀后样品的耐磨性能和耐冲刷腐蚀性能有极大改善。

凝固冷却速率对55Al-Zn-1.6Si合金镀层组织和力学性能的影响

在0~0.5℃·s^(-1)凝固冷却速率下制备55Al-Zn-1.6Si合金铸锭,在常规冷却和强冷(凝固冷却速率分别为5~10,15~30℃·s^(-1))DC51D+AZ镀层钢板上取样,对比研究了凝固冷却速率对合金镀层显微组织、物相组成和力学性能的影响。结果表明:3种凝固冷却速率下的55Al-Zn-1.6Si合金均由α(Al)、β(Zn)以及少量沿α(Al)晶界析出的针状富硅相组成;随着凝固冷却速率增大,组织细化,枝晶由接近平衡态的空间生长转化为非平衡态的平面生长,镀层中形成六角形锌花,且强冷镀层中的锌花最小;铸锭、常规冷却镀层和强冷镀层的硬度分别为123,106,125 HV;强冷镀层的屈服强度(287 MPa)高于常规冷却镀层(273 MPa),低于铸锭(330 MPa),常规冷却镀层和强冷镀层的规定总延伸强度分别为389,406 MPa;常规冷却工艺和强冷工艺下镀层钢板拉伸性能相差不大。

氯化胆碱-乙二醇深共熔体系电沉积Ni-Mo合金镀层动力学及其电催化析氢性能

以Cu片为基体,在氯化胆碱-乙二醇深共熔体系中电沉积制备Ni-Mo合金镀层,借助EIS,SEM,EDS和XRD等手段分析Ni-Mo合金镀层沉积动力学,探讨极化电位对Ni-Mo合金镀层电催化析氢性能的影响规律。结果表明:随着极化电位的增加,Ni-Mo合金镀层经历从纳米Ni,Ni+MoO_(2)(MoO_(2)Ni_(4))和Ni_(4)Mo成分演变过程,说明电位驱动是影响Ni-Mo合金镀层成分变化的重要原因。当极化电位为-1.4 V vs Ag时,Ni-Mo-1.4合金镀层具有优良的析氢催化活性和催化稳定性,其在10 mA·cm^(-2)电流密度下的析氢过电位仅为51 mV,Tafel斜率为48.7 mV·dec^(-1),循环催化1000周次后在100 mA·cm^(-2)电流密度下的析氢过电位下降较小(Δη100=11 mV)。

桥梁缆索用高强度Zn-10%Al-RE合金镀层钢丝耐蚀性能研究与应用

对桥梁缆索用高强度纯锌镀层、Zn-5%Al-RE合金镀层和Zn-10%Al-RE合金镀层钢丝的镀层组织及耐蚀性能进行了对比研究。研究结果表明,Zn-10%Al-RE合金镀层由于Al含量的提高,镀层中Zn-Al共晶相的比例较Zn-5%Al-RE合金镀层更大,且具有更多耐腐蚀的富铝相,说明其具有更好的耐蚀性能。从电化学分析和中性盐雾试验结果来看,纯锌镀层的自腐蚀电流密度约为Zn-10%Al-RE合金镀层的3倍,不同时间下的中性盐雾腐蚀失重为纯锌镀层的3.9~5.7倍,说明其在同一腐蚀环境中的耐蚀性能至少能够达到纯锌镀层的3倍以上。

融进小颗粒合金镀层技术的渣浆泵产品新技术分析

渣浆泵作为离心泵的一种,本身具有运行效率相对较高,能够较好地满足高流量、高扬程工况的需求,因此被广泛地应用到电力、化工等行业。由于电力、化工行业的特殊性,要求其中所使用的设备必须具有长期稳定且高效的特性,而渣浆泵的运行过程中,稳定性和长期性效果仍然有待提高。基于这一问题,加强对渣浆泵产品的改造优化至关重要。