金刚石微粉电镀镍品质影响因素研究

金刚石微粉在镀液中易漂浮导致电镀镍困难,为获得金刚石微粉电镀镍工艺,本文研究了镀瓶转速和电镀电流对金刚石微粉电镀镍品质的影响。通过对金刚石微粉颗粒在不同镀瓶转速时运动状态进行理论分析,得到了镀瓶转速调节方法,并通过实验确定了不同电镀电流时镀瓶转速的调节范围。采用单因素实验,研究了电镀电流对镀层增重率、形貌和密度的影响。结果表明:镀瓶转速在1~7 r/min范围内,从小到大逐步提高,同时电镀电流不超过3.0 A条件下,能够实现金刚石微粉电镀镍。电镀电流在0.5 A时镀层失重,出现明显退镀现象,在1.0 A时镀层有少部分漏镀现象,在1.5~2.5 A时镀层包裹完整,基本无漏镀;电镀电流在1.0~2.5 A范围时,随着电镀电流增大,镀层增重率逐渐增大,镀层密度逐渐减小。采用低转速低电流、逐步提高镀瓶转速的方法对金刚石微粉进行电镀镍,镀瓶转速在1~7 r/min,电镀电流在1.5~2.5 A时金刚石微粉电镀镍品质较好。

线锯用金刚石微粉表面化学镀镍工艺及性能研究

金刚石微粉性能是提升金刚石线锯性能的关键因素。用化学镀方法在线锯用金刚石微粉表面镀镍,通过正交试验研究金刚石粒度、次亚磷酸钠浓度、镀液pH值和镀液温度对化学镀镀层沉积速率、镀层密度、镀层耐腐蚀性能、镀层致密度等性能的影响。结果表明:M1/2、M6/12、M20/30三种不同粒度金刚石微粉,在次亚磷酸钠浓度为25~35g/L、化学镀液pH值为3~11、化学镀温度为30℃~90℃时,针对镀层沉积速率、镀层密度和镀层耐腐蚀性的最佳工艺参数不同;不同粒度的金刚石微粉在相同工艺条件下化学镀镍,金刚石微粉粒度越大,镀层越均匀致密;金刚石微粉化学镀镍各工艺参数之间相互作用,共同影响镀层性能。对于不同粒度的金刚石微粉,各因素对镀层性能的影响权重不同,因此针对不同粒度、不同镀层性能需求的金刚石微粉应采取不同的镀覆工艺参数。

不同阴极运动状态下镍-金刚石刀具性能研究

利用复合电沉积技术制备了超薄镍-金刚石刀具。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)对刀具的成分及微观组织结构进行了表征。探究了不同阴极运动状态对刀具微观结构、硬度、耐磨性及金刚石微粒均匀性的影响。首次采用阴极自旋转方式制备镍-金刚石刀具。结果表明:阴极旋转所制备的刀具要优于阴极不旋转所制备的刀具。

不同电流密度下电沉积金刚石增强镍基复合涂层的微观结构与耐磨性能

采用电沉积技术在1,2,5,10 A·dm^(-2)电流密度下制备金刚石增强镍基复合涂层,研究了复合涂层的微观结构和耐磨性能;通过COMSOL软件对阴极表面镍晶粒生长情况进行仿真,分析了不同电流密度下金刚石颗粒对复合涂层微观结构的优化作用。结果表明:在1,2 A·dm^(-2)电流密度下复合涂层的结构致密均匀,金刚石含量较多,随着电流密度的增大,金刚石含量减少,涂层表面出现金字塔结构;复合涂层呈现出明显的[200]丝织构,随着电流密度的减小,织构强度降低,晶粒尺寸减小。小电流密度下更多金刚石颗粒的沉积阻碍了其底部镍晶粒的生长,且金刚石颗粒周边较高的电流密度使得金刚石对镍晶粒的细化作用加强。在干摩擦的条件下,随着电流密度的增大,复合涂层的稳定摩擦因数和磨痕尺寸增大,磨粒磨损程度增大,耐磨性能降低;当电流密度为1 A·dm^(-2)时,复合涂层的稳定摩擦因数最小,磨痕深度和宽度最小,耐磨性能最好。

镍磷合金微沟槽金刚石切削泊松毛刺形成机理

为了探究镍磷合金超精密切削过程中泊松毛刺的形成原因及规律,并且寻求泊松毛刺尺寸更精准的表征方式,本文通过对镍磷合金泊松毛刺的形成机理进行理论分析,建立其正交切削过程中的泊松毛刺高度和宽度预测模型,并通过实验分析切削参数对泊松毛刺高度和宽度的影响,通过实验观察可知,切削深度对毛刺尺寸影响显著,切削深度由3μm增加至9μm时,毛刺高度增加了0.0998μm,毛刺宽度增加了1.06μm,而切削速度对毛刺高度及宽度的影响很小。且通过对比实验得到的毛刺数据和预测数据可知,毛刺高度和宽度预测模型的平均相对误差值分别为5.43%和8.17%,验证了预测模型的准确性。同时目前的泊松毛刺高度和宽度表征方法具有一定的误差,因此本文提出了利用积分法计算泊松毛刺体积的方法,并基于体积法建立了更准确的泊松毛刺尺寸表征方法,通过计算得到体积的预测模型平均相对误差值为4.81%,可知泊松毛刺体积的预测模型准确度相对更高。研究结果为镍磷合金正交切削过程中合理选择切削参数和泊松毛刺尺寸评估方法提供了理论指导。

输电线路金具表面电沉积锌-镍-金刚石复合镀层的性能

[目的]对输电线路金具进行适当的表面处理有利于延长其使用寿命,为电力系统的安全运行提供保障。[方法]采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学分析和摩擦磨损试验,对比了纯Zn、Zn-Ni合金和Zn-Ni-金刚石复合镀层的微观形貌、元素成分、相结构、耐蚀性和耐磨性。[结果]在研究的3种镀层中,Zn-Ni-金刚石复合镀层表面最平整致密,主要由γ-Ni_(5)Zn_(21)相和δ-Ni_(3)Zn_(22)相组成,耐蚀性和耐磨性最佳。[结论]Zn-Ni-金刚石复合电沉积在金具表面防护方面具有良好的应用前景。

金刚石颗粒表面镍镀层化学改性研究

为消除金刚线生产过程中分散剂对工艺的负面影响,探索新的金刚线镀镍工艺。首先,使用H_(2)O_(2)对镀镍金刚石颗粒表面进行羟基化;然后,将其同二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅)丙基]氯化铵进行反应,制备表面带正电的金刚石颗粒;最后,对金刚线的制备工艺进行优化。研究结果表明:反应后金刚石颗粒的表面电位从−7.50 mV转变至14.10 mV以上,最高可达30.68 mV。其最佳制备条件为原砂与H_(2)O_(2)的质量比为2∶1,处理时间为1 h;金刚石颗粒与季铵盐的质量比为1∶2,处理时间为4 h。在电镀过程中,经表面化学修饰的金刚石颗粒能够在没有分散剂的条件下,均匀地向阴极迁移,其上砂量增多20%以上。

金刚石抛光用镍钨合金镀层的电镀制备工艺

采用脉冲电镀的方法快速制备耐磨损的超厚镍钨合金镀层,用以摩擦化学抛光金刚石,以实现金刚石的快速去除。采用正交实验研究了脉冲频率、平均电流密度、占空比对镀层组分、显微硬度、内应力和沉积速率的影响。最终在脉冲频率200 Hz、平均电流密度9 A/dm2和占空比0.8的条件下制备了显微硬度472.76 HV、内应力80.11 MPa、厚度为0.35 mm的镍钨合金镀层。经金刚石摩擦化学抛光实验验证,制备的镍钨合金抛光盘具有优异的抛光性能,相较于铸铁抛光盘,镍钨合金抛光盘具有更高的金刚石去除率(0.71μm/min)、更低的磨损量(0.16 g)和磨削比(94.25)。

电镀液成分含量对金刚石滚轮镀层性能的影响

针对传统电镀金刚石滚轮出现的缺砂、掉块等质量问题,将优异的氨基磺酸镍电镀体系引入电镀金刚石滚轮的电镀中,使用正交实验法研究了氯化镍、硬化剂和整平剂对镀层硬度、应力及厚度一致性的影响,将实验数据导入Minitab进行分析,分析结果表明硬化剂和整平剂对镀层硬度和厚度一致性有较大的影响,三个因素对镀层应力均有影响。通过Minitab优化响应器得出:在滚轮技术条件要求范围内,镀液中氯化镍浓度为30 g/L、硬化剂浓度为4 g/L、整平剂浓度为1.5 g/L时,镀层硬度为HV 654.4,应力为6.07 MPa,厚度偏差为1.58,为最优工艺参数。

一种新型地质钻头镀层复合材料制备及综合性能测定

针对地质钻探用的复合钻头钻进效率低、钻头使用寿命短的问题,提出一种新型镀层金刚石复合钻头材料的制备。试验对金刚石镀层合成温度进行优化,以优化后镀层金刚石为原料制备了镀层金刚石铁镍基钻头,并对钻头性能进行研究。试验结果表明,合成温度为1 000℃的复合镀层金刚石镀层表面完整光滑,金刚石棱角和边缘部分也被完全包裹。以此金刚石制备的铁镍基复合材料相对密度为99.4%,抗弯强度约为1 432 MPa,磨耗比为1 026。制备的钻头金刚石与胎体间孔隙度和界面宽度分别为1%和4.9μm,在使用的过程中,钻头胎体的单位进尺磨损量得到有效降低,同时提高了钻进速度和钻头使用寿命。

工艺条件对电沉积Ni-金刚石复合镀层性能的影响

研究了温度、电流密度、pH等工艺条件对镍-金刚石复合镀层性能的影响。实验表明，在金刚石含量为40g/L的瓦特镀镍液中，当电流密度为1．5A／dm^2、温度为40℃、pH为3．8时，在45^#钢上可获得性能较好的镍-金刚石复合镀层，且沉积速率适中。镀层中金刚石微粒含量为11％～13％（质量分数），镀层硬度为2100 MPa左右，耐磨性能较好。

金刚石化学镀镍的研究

目的增强金刚石与基体的结合强度。方法采用"除油—粗化—敏化活化—解胶"的方法对金刚石进行预处理,通过化学镀镍方法对金刚石进行表面改性,结合扫描电子显微镜及X射线能谱仪研究不同参数对化学镀镍层的影响。结果在粒度为10μm左右的金刚石表面镀覆致密镍层的最佳工艺参数为:Ni SO4·6H2O(主盐)25 g/L,次亚磷酸钠30 g/L,乳酸15 g/L,乙酸钠15 g/L,稳定剂20 mg/L,光亮剂1 g/L,p H=5.5,温度85℃。结论次亚磷酸钠含量、硫脲含量、p H值、温度对镀覆时间、金刚石增重比及镀层形貌有影响,以最佳工艺参数获得的金刚石镍镀层包覆完整均匀,质量较好。

加压下甲烷部分氧化反应中催化剂上积碳形态的研究

用XRD和TEM等方法对不同压力下甲烷部分氧化催化剂上积碳的形态进行了表征 ,发现积碳中有石墨相和类金刚石相存在 ,其中金刚石相的含量随压力的升高而增加 .讨论了甲烷裂解和CO歧化两个反应产生积碳的可能性 ,探讨了非石墨相碳与实验条件的关系 .结果表明 ,甲烷部分氧化积碳主要来源于甲烷分解 。

人造金刚石表面电镀镍工艺研究

采用电镀工艺对人造金刚石表面镀镍。用扫描电镜及X射线衍射方法表征不同增重率的电镀金刚石的形貌和物相;用金刚石单颗粒抗压强度测定仪测试不同增重率的单颗金刚石的抗压强度。结果表明:电镀镍金刚石表面粗糙度随镀层增重率的增大而增大;400℃处理30 min的电镀镍金刚石样品较未热处理样品的XRD图谱中,金刚石和镍均出现了峰位蓝移的现象;通过电镀方法制得的不同增重率的电镀镍金刚石样品,平均抗压强度较未镀镍金刚石有很大提高,且平均抗压强度随镀层增重率的增大而增大,经400℃处理30 min的电镀镍金刚石平均抗压强度比未热处理的电镀镍金刚石也有略微增大。

水热还原制备镍包人造金刚石

采用水热加氢还原法制备了镍包金刚石(Ni/Dia.)复合粉末。制备过程包括预处理和包覆两个阶段。对表面活化剂氯化钯(PdCl2)的用量、溶液的组分、操作温度、氢分压以及搅拌速度等因素对反应过程和涂层质量的影响进行了详细的研究。结果表明,表面活化剂PdCl2是获得良好镍包覆层的关键。水热还原的最佳条件是:NH3/Ni摩尔比为2.4/1,氢分压为2.5MPa,温度165℃和搅拌速度为800r/min。

添加金刚石对镍基合金的强化与磨损性能影响

研究了添加金刚石对镍基合金的强化与磨损性能的影响。随着金刚石添加量的增加，金刚石复合的体积分数提高，金刚石弥散分布于镍基合金之中，复合的体积分数增加，基质的强化效果增强，硬度提高，比ＮｉＰ，ＮｉＭｏＰ，ＮｉＣｕＰ合金具有更高的磨损性能。

水热氢还原制备镍包金刚石的研究

采用水热氢还原法制备镍包金剐石材料，采用扫描电镜和X射线衍射仪对金剐石及镍包金刚石进行表征，分析包覆过程中各因素的影响。结果表明，适宜的包覆条件为搅拌转速900r／min，反应温度120～130℃，反应压力为4．0MPa，催化剂浓度为0．05～0．2g／L，包覆量大时应采用多次包覆。

金刚石工具用电沉积纳米镍层的制备及性能

为了提高电镀金刚石工具的质量,采用脉冲电沉积纳米镍作为其胎体材料。在对其显微结构、晶粒尺寸、显微硬度及抗拉强度的测试基础上,确定了制备工具合适的电镀工艺参数。结果表明,在恒定脉冲模式下(脉冲导通时间2ms,脉冲断开时间45ms),镀层晶粒尺寸随电流密度的上升而明显下降,硬度与强度则显著上升,当电流密度超过8A/dm2时,抗拉强度开始急剧下降而硬度保持6kN/mm2的高位基本不变,当超过12A/dm2时,硬度也开始下降。同时得到最大硬度与强度时材料的晶粒尺寸大约为20nm,由其制出的工具切割使用寿命比普通Ni-Co胎体材料工具高20.2%。

膜电解法回收人造金刚石废水中镍的研究

研究了从人造金刚石废液中回收镍的不同膜电解工艺,不但找到了一套合理的回收工艺,而且解决了废酸水污染环境的问题。实验证明,该工艺具有较好的经济效益和社会效益。

合成金刚石用CHS－3新触媒材料的研制

本文对ＣＨＳ－３触媒材料的制备及应用进行了研究，讨论了合成工艺对触媒合成效果的影响，考察了触媒添加元素的作用。结果表明：ＣＨＳ－３触媒为单相固浴体会金，有较好催溶性能，合成范围宽，所需合成压力低，能粗化金刚石晶粒，适用于合成粗颗粒高强度人造金刚石。