摩擦电喷镀Ni-Co-MoS2复合镀层摩擦学性能研究

采用摩擦电喷镀技术制备Ni-Co-MoS2复合镀层,系统试验研究了复合镀层的摩擦学性能。结果表明,Ni-Co-MoS2复合镀层在滑动摩擦条件下,摩擦因数主要取决于镀层中MoS2微粒的含量、滑动速度和载荷;MoS2微粒的减磨作用,可有效改善镀层的耐磨性;在滑动摩擦条件下,Ni-Co-MoS2复合镀层的耐磨性能将随MoS2含量的提高而提高。     

非晶态Ni-P合金化学镀镀液的稳定性研究

采用PdCl2溶液的稳定性试验方法,对非晶态Ni-P合金化学镀镀液(ZFHN防腐蚀镀液)的稳定性和试验条件进行了关系曲线测试及分析.规定和提出了其试验条件和最佳控制参数;试验镀液中PdCl2的最佳浓度是2.4 mg/L、可靠的pH值范围为4.0～5.0.温度、搅拌、PdCl2用量、镀液pH值是决定镀液稳定时间的重要试验条件和试验偏差大的主要因素.研究镀液的稳定性高、组分协同稳定性好,稳定试验时间大于3 min.     

电刷镀含纳米粉复合镀层结构和磨损性能

用含纳米金刚石粉的镍镀液电刷镀复合镀层,系统试验研究了复合镀层中纳米金刚石对镀层显微结构、力学性能及耐磨性能的影响.结果表明,纳米金刚石的弥散强化作用,可有效改善镀层的生长、减小内应力,提高镀层的显微硬度.含纳米金刚石粉的复合镀层在室温、高负荷下具有优良的抗疲劳和抗磨损性能,其耐磨性是纯镍镀层的4倍.     

超声辅助喷射电沉积Ni镀层的表面形貌及硬度

试验以直接超声方式,在喷射电沉积装置的基础上加载超声设备,分别在20℃和50℃两种镀液温度下在A3钢基体上制备了加载超声和不加载超声Ni镀层,研究了超声波及温度对Ni镀层表面形貌和硬度的影响。试验结果分析表明：在20℃条件下,超声可避免镀层裂纹的产生,提高镀层的硬度;在50℃条件下,超声可细化镀层的组织,且可显著提高镀层硬度;超声波对喷射电沉积层组织和性能的影响机理主要在于超声空化引起的析氢减少、细晶强化和加工硬度。     

化学气相沉积碳化硅超光滑抛光机理与表面粗糙度影响因素

为实现化学气相沉积碳化硅(CVD SiC)的超光滑抛光,采用纳米划痕试验研究了化学气相沉积碳化硅脆塑转变的临界载荷,根据单颗磨粒受力对其抛光机理进行了分析,并从材料特性、工艺参数以及抛光液pH值三个方面对其表面粗糙度影响因素进行了系统的试验研究.研究结果表明:化学气相沉积碳化硅的稳定抛光过程是磨粒对碳化硅表面的塑性域划痕过程;CVD SiC的晶粒不均匀与表面高点会降低晟终所能达到的表面质量;表面粗糙度在一定范围内随磨粒粒度增加呈近似线性增长,随抛光模硬度的增加而增长;抛光压强对表面粗糙度的影响规律与抛光模的变形行为相关,当抛光模处于弹性或弹塑性变形阶段时,表面粗糙度随抛光压强的增加呈小幅增长,而当抛光模包含塑性变形之后,表面粗糙度基本与抛光压强无关;此外,抛光速度和抛光液pH值对表面粗糙度的影响不大.研究结论为CVD SiC超光滑抛光的工艺参数优化选择提供了定量的试验依据.     

激光强化电刷镀纳米Al2O3／Ni复合镀层的耐磨性

设计了激光强化电刷镀设备,制备了激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层,研究了其显微硬度和耐磨性,分析了激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层耐磨性增加的原理.研究发现,当激光功率为300 W时,激光强化电刷镀纳米Al2O3/Ni镀层的显微硬度比普通纳米Al2O3/Ni电刷镀层提高约HV150,相对耐磨性是2.3,摩擦因数有所降低.细晶强化和纳米颗粒弥散强化是镀层硬度和耐磨性增强的主要原因.     

纳米颗粒和非晶相复合刷镀层n-Al2O3／Ni-P的制备

采用纳米电刷镀技术在钢基体表面制备了n-Al2O3/Ni-P复合刷镀层,研究了复合刷镀液中纳米颗粒含量、刷镀电压和刷镀笔移动速度对复合刷镀层中P和Al2O3含量的影响.优化后的工艺参数范围为刷镀液中n-Al2O3颗粒含量20～30 g/L、刷镀电压8～12 V、刷镀笔移动速度5～10 m/min.制备的n-Al2O3/Ni-P复合刷镀层组织致密,含有纳米颗粒和非晶相.     

添加SiC微粉对硅树脂先驱体转化3D Cf/Si-O-C材料性能的影响

以三维碳纤维织物和廉价的硅树脂为原料,采用先驱体转化工艺制备3D G/Si-O-C材料,考察了浸渍液中添加SiC填料对材料微观结构、力学性能和抗氧化性能影响.结果表明:添加适量的SiC填料有助于减少基体孔隙,改善界面结合,从而提高材料的力学性能;而SiC含量过高时,容易在材料内部形成闭孔,从而导致材料力学性能下降.当SiC微粉含量为18.2%时,材料具有最好的力学性能,弯曲强度和断裂韧度分别为421.3MPa和13.0 MPa·m1/2;而材料的抗氧化性能随着SiC微粉含量的增加而增加,当SiC微粉含量为25.0%时,材料的弯曲强度保留率最高,达到了89.5%.     

氧化硅涂层和硅对碳化硅纤维与铝相容性的影响

本文采用真空蒸镀和离子镀法,在日本NICALON碳化硅纤维上进行纯铝、铝—1％硅合金单层镀和氧化硅-纯铝双层镀,制成SiC/Al、SiC/Al-Si和SiC/SiO_2/Al复合体,将这些复合体分别在真空中进行热处理,然后用浸蚀剂除去镀层,把萃取出的纤维试样放在室温下进行拉伸试验,根据纤维强度的变化,评价硅和氧化硅涂层对碳化硅纤维与铝相容性的影响。实验证明,当用SiO_2或Al—1％Si合金作纤维涂层时,在680℃或720℃真空热处理后,纤维拉伸强度的下降均有所减缓。     

电镀工艺过程的微机控制

本文论述了采用程序控制法,完成镀液主元离子浓度最优控制的设计思想、设计步骤和实现方法,并给出了具体设计实例和程序框图。按本文介绍的方法设计的“电镀工艺过程微机控制系统”,已在一些厂家试用。结果表明:镀层质量和电镀效率有很大提高,具有明显的经济效益和社会效益。     

Microstructure and pitting corrosion of armor grade AA7075 aluminum alloy friction stir weld nugget zone-Effect of post weld heat treatment and addition of boron carbide

Friction stir welding(FSW) of high strength aluminum alloys has been emerged as an alternative joining technique to avoid the problems during fusion welding.In recent times FSW is being used for armor grade AA7075 aluminum alloy in defense,aerospace and marine applications where it has to serve in non uniform loading and corrosive environments.Even though friction stir welds of AA7075 alloy possess better mechanical properties but suffer from poor corrosion resistance.The present work involves use of retrogression and reaging(RRA) post weld heat treatment to improve the corrosion resistance of welded joints of aluminum alloys.An attempt also has been made to change the chemical composition of the weld nugget by adding B4C nano particles with the aid of the FSW on a specially prepared base metal plate in butt position.The effects of peak aged condition(T6),RRA and addition of B4C nano particles on microstructure,hardness and pitting corrosion of nugget zone of the friction stir welds of AA7075 alloy have been studied.Even though RRA improved the pitting corrosion resistance,its hardness was slightly lost.Significant improvement in pitting corrosion resistance was achieved with addition of boron carbide powder and post weld heat treatment of RRA.     

铝合金-纯铝-钢复合板爆炸焊接试验及性能研究

通过设计爆炸焊接试验复合了铝合金-纯铝-钢爆炸复合板,对其界面形态、显微硬度及力学性能进行了研究。结果表明,铝合金-纯铝界面纯规则正弦波形,纯铝-钢复合板界面波形较小,铝合金-纯铝-钢复合板的界面剪切强度在75 MPa以上,爆炸复合过程中,纯铝与钢界面生成了金属间化合物,其界面处基体金属发生强烈的塑性变形。复合板变形及组织变化的结果造成复合板界面处的显微硬度最高,随着距界面距离的增加,两侧基体金属的硬度逐渐降低。     

多弧离子镀CrNx涂层的工艺与摩擦磨损性能

为了改善发动机活塞环的摩擦学性能和提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了不同N2含量和弧电流的CrNx硬膜,采用X射线衍射技术、扫描电子显微镜、纳米硬度仪和发动机台架试验装置,分别测试了薄膜相结构、表面形貌、纳米硬度和抗高温摩擦磨损性能。研究结果表明：当N2质量分数为45%时,薄膜纳米硬度相对较高,CrNx薄膜中主要以CrN（220）相为主;随着弧电流的增加,薄膜的表面颗粒尺寸增加,当弧电流为60A时,薄膜纳米硬度相对较高。与Cr电镀层活塞环相比,CrNx涂层活塞环具有较强的抗高温粘着磨损性能。     

Consequence of reinforced SiC particles and post process artificial ageing on microstructure and mechanical properties of friction stir processed AA7075

Friction stir processing and post process artificial ageing was successfully carried out on AA7075 with and without reinforcement of SiC particles producing defect free processed zone with uniform distribution of filler material. Effect of SiC particle reinforcement and artificial ageing times on the microstructural modifications was characterized using optical and electron microscopy, electron backscattered diffraction and X-Ray diffraction. Hardness, impact and wear tests were carried out to investigate mechanical behaviour before and after processing. Reinforcement of SiC particles during FSP and subsequent age hardening treatment brought about nearly twofold increase in hardness and impact toughness values by the combined effect of grain refinement, Zener pinning, dispersion strengthening and precipitation hardening. Significant improvement in wear resistance in terms of wear loss was also observed after processing compared to the reference material AA7075-T6. Fractured surface of post FSP age hardened AA7075 alloy exhibited features of ductile fracture during Charpy impact test.     

电刷镀Ni镀层在海水中的腐蚀磨损试验

研究了电刷镀Ni镀层在海水中腐蚀磨损的失重情况。应用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别观测了Ni镀层在海水中腐蚀磨损后的形貌,并进行了成分分析,结果表明:Ni镀层腐蚀磨损后表面新增加了C、lO、Fe等元素,镀层表面除了有犁削沟槽,局部还出现了被海水腐蚀溶解的形貌。通过腐蚀磨损协同率计算得出:Ni镀层在海水中腐蚀磨损时,腐蚀与磨损发生了正协同作用,但磨损是材料流失的主要形式。     

Ti含量对(Cr,Ti)N复合涂层组织结构与性能的影响

通过改变Ti靶弧电流,在自行改造的多弧离子镀膜机上制备了不同Ti含量的(Cr,Ti)N复合涂层。研究了不同Ti含量对涂层沉积速率、成分相结构、表面形貌及纳米硬度等性能的影响,对涂层的硬化机理进行了探讨。结果表明:随着Ti含量的增加,复合涂层的沉积速率提高,晶粒尺寸变小,粗糙度降低。涂层的择优取向从(111)晶面逐渐过渡到(220)晶面;其相结构由CrN类型结构转变为TiN和CrN并存的混合相结构,最后转变为TiN类型结构。Ti的加入可显著提高复合涂层的硬度,当Ti在金属元素中的原子数分数为0.62时,复合涂层纳米硬度最高,为35GPa。与CrN涂层相比,CrTiN复合涂层具有较低的滑动摩擦因数和较高的抗滑动摩擦磨损性能。     

激光制备多层结构的软质基底耐磨类金刚石膜

为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力，采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜；其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积，降低了功能类金刚石层破裂的风险，碳化硅持力层降低了软质铜基底与高硬度类金刚石层的硬度差，金属钛层则使得铜基底与上层碳化硅层牢固结合。实验测试表明，多层结构类金刚石保护膜在铜基底上附着牢固，可通过美军标MIL-48497A规定的重摩擦和国军标GJB150.5A-2009规定的高低温冲击试验，同时能够承受弱碱溶液的腐蚀；摩擦系数低、处于0.093以下，耐磨性能好、2 h摩擦未见磨痕。针对不同金属基底特性改进工艺，该技术可应用于存在腐蚀性环境中机械工具的抗磨保护膜。     

界面改性对SiCp/Cu复合材料导热性能的影响*(复合材料专题)

采用磁控溅射法结合结晶化热处理工艺在碳化硅（Silicon Carbide, SiC）颗粒表面成功制备了金属钼（Molybdenum, Mo）涂层，分析了Mo涂层的成分和形貌；然后采用热压烧结工艺制备了SiCp/Cu复合材料，重点对比分析了Mo界面阻挡层厚度对复合材料导热性能的影响。结果表明：磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积得到Mo 涂层，随溅射时间的延长Mo涂层的厚度增加、粗糙度增大，且磁控溅射后SiC颗粒表面直接得到的Mo涂层为非晶态，结晶化热处理后，变为致密平整的晶态Mo涂层。磁控溅射时间即Mo涂层厚度对复合材料导热性能影响明显，随磁控溅射时间的增加，复合材料的热导率呈现先增后减趋势，采用磁控溅射9h镀Mo改性并经过800℃结晶化热处理的SiC复合粉体在850℃下热压烧结制备的SiCp/Cu复合材料（VSiC=50%），其热导率达到了最高值274.056W/(m·K)。