Study of bias voltage effect on the performance of ta-C coating prepared by high power impulse magnetron sputtering

The mechanical and frictional properties of ta-C coatings deposited on the substrate surface affect applications in the field of cutting tools and wear-resistant components.In this paper,the effect of bias parameters on the performance of ta-C coatings was investigated based on high power impulse magnetron sputtering(HiPIMS)technology.The results show that bias voltage has a significant effect on the deposition rate,structure,and wear resistance of the coating.In the range of bias voltage−50 V to−200 V,the ta-C coating performance was the best under bias voltage−150 V.The thickness reached 530.4 nm,the hardness value reached 35.996 GPa,and the bonding force in-creased to 14.2 N.The maximum sp3 bond content was 59.53% at this condition.

pH值对42CrMo钢Ni-W-P化学镀液稳定性及镀层性能的影响

在42CrMo钢基体上制备了Ni-W-P化学镀层,研究了pH值对镀液稳定性和镀层沉积速度的影响,并对镀层进行了扫描电镜(SEM)观察、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)分析及显微硬度、耐磨性和耐蚀性测试。结果表明,当镀液pH值为8.0时,镀液稳定性最好,镀层沉积速度较快。镀层由Ni、Ni5P2、NiW2P3和NiW组成,具有非晶态结构,表面均匀且致密。随着镀液pH值升高,镀层硬度、耐磨性和耐蚀性均呈先升高后降低的趋势。

稀土对化学镀镍溶液稳定性的影响

研究了4种稀土元素(La、Y、Eu和Nd)对化学镀镍镀液稳定性、沉积速度以及镀层耐磨性的影响,并初步探讨了稀土元素在镀液中的作用机理。结果表明:4种稀土元素对镀液均有影响,其中Y的效果最明显,La的影响程度较小。适量的稀土均能增加镀液的稳定性,提高镀层的沉积速度和耐磨性。稀土元素Y的添加量在0·04g/L时,所得镀层的综合性能最好。

沉积温度对TC4钛合金表面辉光离子渗Mo层组织和耐磨性能的影响

利用辉光离子渗的方法,在TC4钛合金表面沉积Mo耐磨涂层。利用XRD、SEM、EDS、显微硬度仪和摩擦磨损试验机研究了沉积温度(850℃,950℃和1050℃)对Mo涂层的组织结构、耐磨性能及磨损机制的影响。结果表明:涂层由Mo外层和互扩散区组成,互扩散区主要为Mo-Ti固溶体相;随着沉积温度的升高,Mo涂层的生长速率增加,但平均晶粒尺寸增大,因而硬度、耐磨性能降低;纯滑动干摩擦载荷为98N时,950℃/5h沉积所形成Mo涂层的磨损速率约为TC4钛合金的1/45。

低温镀铁液中SiO_2含量对复合镀层性能的影响

为了提高低温镀铁层的性能,尤其是硬度和耐磨性,在低温镀铁液中添加SiO2,少量MnCl2和NaCl,在45钢表面镀铁,按相关国家标准测试复合镀层的耐磨性能、显微硬度、沉积速率和耐蚀性,并研究了镀液中SiO2含量对相关性能的影响。结果表明:随镀液中SiO2含量的增加,复合镀层的显微硬度和耐磨性显著提高,耐蚀性略有下降;镀层中SiO2沉积量随镀液中SiO2含量的增加而增多,当SiO2浓度为30 g/L时,复合镀层沉积速率略有下降,此时复合镀层综合性能最佳。

镀液中稀土掺杂对镍基化学镀的影响

在酸性镍基化学镀液中掺杂稀土离子Y3+,Nd3+或La3+,研究了稀土对镀液稳定性、沉积速度及镀层性质(组织结构、显微硬度和耐蚀性能)的影响。结果表明:添加微量稀土即能提高镀液稳定性和沉积速度,其中Y3+的效果最明显,而La3+的效果最差;稀土应用于化学镀中可有效细化镀层晶粒,提高镀层硬度和耐蚀性。

钢铁化学镀Ni-P沉积速率的研究

研究了硫酸镍、次磷酸钠、乳酸和稳定剂等对钢铁表面镀层沉积速率的影响,并对镀层的结合强度以及耐蚀性等方面进行了考察,确定了合适的工艺条件。根据该工艺制备的Ni-P镀层具有良好的表面质量和较高的结合强度,提高了耐蚀性。

化学镀Ni-Mo-P合金镀工艺及镀层性能

为了改善化学镀Ni-Mo-P工艺中沉积速度慢、镀层硬度低、耐腐蚀性差等问题,试验研究了镀液组分、pH值、络合剂、表面活性剂、稳定剂对化学镀Ni-Mo-P合金镀层硬度、沉积速度、耐蚀性、孔隙率的影响,得出最佳的镀液配方和工艺参数:2.4 g/L Na2MoO4,26.2 g/L NiSO4.6 H2O,10.6 g/L NaH2PO2.H2O,1 mg/L KI,30 g/L柠檬酸三钠,9 g/L乳酸,50 mg/L十二烷基苯磺酸钠,pH8.5,温度90℃。本结果为化学镀Ni-Mo-P合金工艺提供了依据,较有实用价值。

Co-P合金镀层的研究现状

Cr涂层的性能优异,在工业中应用广泛,但Cr(Ⅵ)化合物易致癌,需寻找具有优良摩擦学和耐蚀性能的涂料来替代电镀Cr(Ⅵ)。Co-P合金镀层作为Cr(Ⅵ)涂层的替代品之一,以其独特的物理、化学性能,成为复合材料发展的新秀,日益受到人们的关注和研究。经热处理后的Co-P合金镀层的硬度可达到1224HV,可媲美硬Cr镀层。相较于其他镀层(如纯Ni、纯Co、Ni-P、Ni-Fe、Ni-Co等),Co-P合金镀层具有更好的热稳定性。热循环时,随着循环次数的增加,Co-P合金镀层发生塑性变形→产生热裂纹→与基体脱离→基体受到损害等变化。Co-P合金镀层的厚度均匀且致密,不会产生点蚀等局部效应,大大提高了镀层的耐蚀性能,且高P镀层的耐蚀性优于低P镀层,非晶态Co-P合金镀层的耐蚀性也优于晶态Co-P合金镀层。Co-P合金镀层的摩擦磨损性能较纯Co镀层有很大提高,但P质量分数超过2%后,其耐磨性提升不大。Co-P合金镀层中会有片状磁畴存在,自发磁化强度方向和Co晶粒易磁化方向平行,且镀层越厚,自发磁化的趋向性越强。然而,在制备Co-P合金镀层的过程中,镀液配制和保存,以及废液的回收-处理-再利用环节不够完善等问题没有引起足够的重视。综述了Co-P合金镀层的硬度、热稳定性、耐蚀性、高温耐磨性以及磁性能等的研究现状。

高速高稳定耐蚀性化学镀镍工艺的优化

在筛选出合适的化学镀镍的配位剂、稳定剂、加速剂等的基础上,运用正交实验法,以镀速、镀液稳定性及镀层耐腐蚀性为指标,确定了化学镀镍的配方及施镀工艺.结果表明,经过电化学前处理后,采用配方NiSO4·6H2O21.0g/L,NaH2PO2·H2O25.4g/L,乳酸43.2g/L,甘氨酸6g/L,Cd2+2.5×10-3g/L,苹果酸4g/L,CH3COONa8g/L,十二烷基硫酸钠2.0×10-2g/L,pH=4.6～5.1,在90℃下施镀1.5h,镀速15.62μm/h,镀液稳定性125s,镀件耐腐蚀性大于43s.

低温镀铁液中Al_2O_3含量对镀层性能的影响

低温镀铁液中,不同的Al2O3含量对镀层的显微硬度、沉积速率、腐蚀速率和耐磨性能都有相当的影响:镀液中Al2O3含量增加,沉积速率上升,镀层的硬度和耐磨性显著提高,耐蚀性比基质金属镀层略低,Al2O3为40g/L时镀层的显微硬度最大,耐磨性最好,综合能力最佳。

PS-Ⅵ重整催化剂在镇海炼化公司的工业应用

介绍了PS-Ⅵ催化剂在中国石化镇海炼化分公司800 kt/a连续催化重整装置上的首次工业应用。结果表明,在重整进料量为101.47 t/h、反应温度(WAIT)为528.1℃的标定工况下,使用PS-Ⅵ时,稳定汽油研究法辛烷值保持为102,而氢气及稳定汽油收率(经原料组分差异校正)分别为4.03%和90.94%,皆高于相应的设计值3.52%和90.20%。在5年多的工业应用中,PS-Ⅵ再生了576次,远远超过350次的保证值;在其使用末期(即运转1 918 d后),WAIT只比初期提高了4.8℃,稳定汽油收率比初期下降了1.287个百分点,而其比表面积为145 m2/g,粉尘生成量为1.0 kg/d左右,远低于催化剂技术协议指标(6.5 kg/d);在同等标定工况下,PS-Ⅵ对稳定汽油、氢气的选择性高于原使用催化剂R-134,且其稳定汽油、氢气收率较使用R-134时的分别高1.32,0.35个百分点,积炭速率比R-134的低26.3个百分点;PS-Ⅵ具有良好的活性、耐磨性能和强度、水热稳定性和比表面积稳定性和对稳定汽油及氢气的选择性。

化学复合镀(Ni-P)-CeO_2工艺的研究

研究了化学复合镀(NiP)CeO2工艺中CeO2对沉积速率、镀层硬度以及耐磨性能的影响。结果表明:通过制定合理的镀复工艺和控制镀液中稀土CeO2微粒的添加量,能明显提高沉积速率、镀层的硬度和耐磨性。综合考虑,当稀土CeO2的添加量15～20gL时,镀层综合性能最好。

化学镀Ni—W—P合金镀层耐磨耐蚀性研究

通过对化学镀Ｎｉ—Ｐ层进行合金化，获得了一种含Ｗ９．７％．Ｐ５．９％的Ｎｉ—Ｗ—Ｐ三元合金镀层。研究表明该镀层具有良好的热稳定性，在６００℃×１ｈ热处理后，其硬度值达到峰值（约为ＨＶ（１００）１０６０）；其耐磨性优于Ｎｉ—Ｐ镀层；在１Ｎ的ＨＣｌ溶液中，和Ｎｉ—Ｐ层比较，其耐蚀性稍差。

复合化学镀(Ni-Sn-P)-Si_3N_4镀层及其性能研究

采用化学沉积的方法,在Ni-Sn-P合金基质上复合Si3N4粒子,获得(Ni-Sn-P)-Si3N4复合镀层。研究了镀液pH、温度、Si3N4微粒加入量以及搅拌速度等工艺条件对镀速的影响。对复合镀层表面形貌和结构进行了分析。测试了镀层的性能,发现随着镀层中Si3N4质量分数的增加,镀层的性能均按照一定的规律发生变化。当Si3N4的质量分数为最大值24.0%时,镀层硬度最高,耐磨性能最好。

甲烷浓度对碳化硅基底金刚石薄膜摩擦性能影响

利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在碳化硅基底上制备金刚石薄膜,采用场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、原子力显微镜研究了在不同甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜表面形貌及物相组成,在干摩擦条件下通过往复式摩擦磨损实验测试并计算了已制备金刚石薄膜的摩擦系数和磨损率,结合物相分析及摩擦磨损实验结果分析了甲烷浓度的改变对金刚石薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明,由于甲烷气体含量的升高,金刚石薄膜结晶质量下降,薄膜由微米晶向纳米晶转变。摩擦磨损实验结果显示:3%甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜耐磨性较好,磨损率为2.2×10^(-7) mm^(3)/mN;5%甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜摩擦系数最低(0.032),磨损率为5.7×10^(-7) mm^(3)/mN,制备的金刚石薄膜的耐磨损性能相比于碳化硅基底(磨损率为9.89×10^(-5) mm^(3)/mN)提升了两个数量级,显著提高了碳化硅基底的耐磨性。

集束电极电火花合成沉积TiN涂层组织及耐磨性能

为满足提高铜合金表面耐磨性能的需求,提出了一种利用集束钛电极在QAl9-4铝青铜旋转工件表面电火花合成沉积TiN涂层的新方法,并进行了试验研究。结果表明:在铜合金表面制备出了均匀连续的TiN涂层;涂层表面由细化了的晶粒结构构成,组织致密;电极丝对涂层表面有较强的磨削涂覆作用,显著降低了涂层表面粗糙度值;涂层主要由TiN硬质相构成,厚度为85μm左右,显微硬度可达890 HV0.05,约为基体(185 HV0.05)的4.8倍;涂层与基体间具有合金化冶金结合的过渡层;涂层表面摩擦因数为0.125~0.2,远小于基体(0.23~0.35)且波动性较小,磨损率约为基体的49.6%,具有更好的减摩耐磨特性。

活塞环表面等离子电解沉积陶瓷涂层的试验研究

为提升活塞环性能,采用液相等离子体电解沉积陶瓷涂层的技术方案,进行了活塞环表面强化的试验研究。分析了工作电压、处理时间和基体表面粗糙度对涂层结合力的影响规律,表征了PED陶瓷涂层的形貌和相组成。在此基础上,对比分析研究了PED陶瓷活塞环的硬度、摩擦学性能、耐腐蚀性能。研究结果表明:PED陶瓷涂层表面呈蜂窝状形貌,涂层的相由γ-Al_(2)O_(3)相和α-Al_(2)O_(3)相构成,且以α-Al_(2)O_(3)相为主晶相;PED陶瓷涂层与基体的结合力随工作电压的提高及处理时间的延长,均呈先增大后减小的趋势,随基体表面粗糙度的增大而增加。经PED处理后,试样的表面硬度可达1 185HV,其摩擦系数和磨损率分别降低了6.4%、29.4%;极化电阻提升至1.75×10^(4)Ω·cm^(2),较未处理活塞环提高一个数量级以上。

化学复合镀Ni–P–PTFE的镀速及镀层摩擦学性能研究

在45#钢上化学镀Ni—P-PTFE复合镀层，其工艺流程主要包括化学机械抛光、碱性除油、活化、化学镀和干燥。研究了主盐和还原剂质量浓度、pH、温度以及PTFE体积分数对镀速的影响。观察了Ni—P-PTFE镀层的表面形貌，测试了镀层的摩擦学性能。结果表明：当工艺条件为25g/L硫酸镍、30g/L次磷酸钠、10mL／LPTFE、pH4．6和温度（92±2）℃时，镀速最佳，镀层的摩擦因数在0．16～0．20之间，具有优良的耐磨性能。

航空发动机钛合金表面化学镀镍预处理及镀层性能

航空发动机部分轴承钛合金零件需要通过化学镀镍补救尺寸,改善钛合金耐磨性,但化学镀镍层与钛合金的结合力较差。适当的预处理是钛合金表面获得良好化学镀镍层的前提。研究了磷化、微弧氧化、预镀、化学转化等4种预处理工艺对TC4钛合金化学镀镍层沉积速率、结合力及表面形貌的影响,并考察了不同预处理工艺下镀镍层的摩擦磨损行为。结果表明,4种预处理中,化学转化后镀镍层沉积速率最快,可达13.6μm/h,且结合力良好、摩擦因数低至0.5左右。