铜合金渗硅层耐磨性及工艺控制

对铜合金进行固体渗硅的工艺方法和渗硅后铜合金表面行为进行了研究,采用本院研制的渗剂对ＺＱＳｎ６－６－３进行渗硅化学热处理,获得了０．８￣１．２ｍｍ的渗层。探讨了热处理温度、保温时间等工艺参数对渗层厚度和渗层性能的影响,研究了铜合金渗硅层的微观结构,结合粘着理论,磨损剥层理论和晶体结构,揭示了渗硅后提高耐磨性的原理。研究表明,渗硅的控制步骤是硅在铜合金中的扩散,并给出了渗层厚度与温度及保温时间的经验     

渗硅对铜合金耐磨性功效原因初探

对渗硅零件结合引用文献及研究结果，认为晶体结构，层错能，溶质原子的偏聚，金相组织，断裂韧性及动态硬度等方面的改善，是提高渗硅铜合金零件耐磨性能的影响。     

碳钢膏剂渗硅

本文描述了碳钢膏剂渗硅的工艺和理论。介绍了用金相、显微硬度,电子探针分析和X-射线结构分析等方法,测定渗硅层的组织结构及控制显微组织的工艺。在渗硅剂(组成:35—65%硅源粉、5%卤化物、30%防烧结剂)中加入比例大的卤化物,于1100—1180℃时对碳钢进行10—60分钟的膏剂渗硅,可得含硅量约为17.7%(重量)、厚度达0.18—1.2mm的渗层,其渗硅效率比气体法提高约一倍。氧化和腐蚀试验表明:渗硅层在750℃以下能有效地防止循环氧化;在40℃时能耐20%Ⅱ_?SO_4的腐蚀。此法操作简便,易于局部涂渗,渗层表面质量好。     

表面喷丸硅钢的低温渗硅与参数的影响

为了用表面纳米化简化硅钢渗硅工艺及确定渗硅参数的影响,对硅钢进行了喷丸和固体粉末渗硅,用透射电镜、扫描电镜和X射线衍射等测试组织、物相和成分.结果表明:硅钢经过喷丸后,表面形成了具有随机取向的纳米晶,平均晶粒尺寸约为10 nm.在硅粉+卤化物中,喷丸样品于550℃即可实现固体渗硅.提高渗硅温度和在较高的温度下延长保温时间均能显著地增加渗硅层厚度,而卤化物含量的影响不大.经过固体渗硅后,渗硅层由Fe Si和Fe3Si两相组成,其中较高的温度和卤化物含量易得Fe Si相,而较低的温度和卤化物含量易得Fe3Si相.     

碳钢多孔渗硅层耐磨性的研究

论述碳钢多孔渗硅层的耐磨特性、磨损机理和自润滑机理;根据耐磨性,对其渗硅工艺进行优化的探索。摩擦磨损实验和扫描电镜分析研究表明:45钢的多孔渗硅层,经油浸处理后有自润滑能力;其渗硅层的磨损主要是粘着磨损;在9%催渗剂+21%填充剂+70%硅源的渗剂中,于1050℃渗硅70 min,其摩擦磨损性能最佳;适用于中载(300～800 N)和低滑动速度(最佳为0.63 m/s)工况。     

固体硅钼共渗层的耐锌腐蚀性研究

为提高铁基金属在熔融锌中的耐蚀性能,通过固体粉末法在Q235钢表面进行渗硅、渗钼和硅钼共渗,并对渗层的形貌、致密度、显微硬度、组分及物相结构进行了分析,进一步将合金于470℃的熔融锌液中浸泡26h,并测定其腐蚀速率。结果表明,渗层中形成了良好耐蚀性的金属间化合物(Fe_3Si,Fe_3Mo,MoSi_2和Mo_5Si_3),Mo元素的加入可促进渗剂中Si元素的渗入,从而提高渗层的致密度,比较结果显示硅钼共渗层更加致密,尤其是m(Si)∶m(Mo)=2∶1时,与基体相比,试样的腐蚀速率下降了近2个数量级,表现出较好的耐蚀性;但由于渗层中孔洞等缺陷的存在,导致其致密度降低,耐锌液腐蚀性能也受到影响。因此在未来的研究中,应注重固体渗层致密性的改善,以进一步提高渗层的耐腐蚀性能。     

脉冲频率对铌表面熔盐电沉积渗硅的影响

采用熔盐脉冲电沉积法在纯铌表面制备出渗硅层。研究了脉冲频率对渗硅层沉积速率、成分、厚度、组织及相结构的影响,同时考察了渗硅层的高温抗氧化性。结果表明,频率对渗硅层成分无影响。随频率增大,渗硅层厚度和沉积速率均减小。频率由500 Hz增大到1 000 Hz时,渗硅层晶粒变得细小致密;超过1 000 Hz后,晶粒则变得粗大。渗硅层相结构不受频率影响,均由单相NbSi₂组成,并在(110)和(200)晶面上具有择优取向。NbSi₂渗层的存在使得纯铌的高温抗氧化性能得以提高。     

铸铁为基双层辉光离子渗金属

本文选择铸铁材料进行了双层辉光离子渗金属工艺的研究。介绍了不同成分与组织的铸铁,经离子渗钨钼、镍铬后,渗层组织特征、表面成分与硬度分布。分析了含碳量、含硅量及温度等因素对渗层的影响。并测定了渗层的耐磨性及耐蚀性。     

碳钢膏剂无孔渗硅工艺的研究

本研究用膏剂法进行无孔渗硅研究,透射电镜、电子探针和M351腐蚀仪分析证实:获得了致密、无孔隙、具有良好耐磨性和耐腐蚀性的渗硅层,并分析了渗硅层形成机理及表层疏松层以及内部孔隙成因。     

Al质量分数对Q235钢渗硅层耐磨性能的影响

为提高Q235钢的耐磨性,采用固体粉末法对Q235钢进行Al-Si共渗处理.改变渗剂中Al粉质量分数,以研究Al对渗硅层耐磨性的影响.利用扫描电镜、维氏硬度计、磨粒磨损试验等手段对渗后试样的金相组织、硬度、耐磨性能进行表征.结果表明:Al粉质量分数为35%时,渗层厚度最大,渗层硬度最高,耐磨性能最佳.     

55%铝—锌—1.6%硅合金镀层的耐蚀性能

在盐雾试验（ＮＳＳ、ＡＳＳ）、曝气试验、浸泡试验和缝隙腐蚀试验的基础上,通过与锌镀层和铝镀层的对比,研究了５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金镀层的耐蚀性能．镀层中富锌相的存在,导致缝隙腐蚀中的自催化酸化闭塞电池难以形成,因而该镀层的耐缝隙腐蚀性能优于铝镀层;在其他试验条件下,由于镀层表面富铝相占较大面积,使得镀层的耐蚀性高于锌镀层,接近于铝镀层．钝化处理后各镀层耐蚀性均有显著提高．     

NiCo/纳米SiO2复合镀层的耐腐蚀及其摩擦学性能研究

采用电沉积法在铜基底上沉积了NiCo/纳米SiO2复合镀层和NiCo合金镀层,用扫描电子显微镜、CHI660A电化学工作站及UMT-2M摩擦磨损测试机考查了镀层的表面形貌、磨损形貌、耐腐蚀性能及摩擦学性能.结果表明,纳米SiO2颗粒的加入抑制了NiCo晶体的增长,使得镀层中NiCo颗粒明显得到细化,镀层更加均匀致密;在相同的腐蚀和摩擦条件下,纳米复合镀层的耐蚀性、耐磨性能明显高于NiCo合金镀层;随着镀液中纳米颗粒悬浮量的增加,复合镀层的摩擦系数先降低后增大,当镀液中SiO2纳米颗粒含量为5 g/L时复合镀层的摩擦系数最小.     

纳米ZnO复合涂层的制备及其对铝合金的防腐性能研究

为了改善铝合金材料的耐腐蚀性能,研究了用纳米氧化锌掺杂于聚氨酯涂料中制备纳米氧化锌复合涂层.通过电化学测试表明,在质量分数为3.5％的NaCl溶液中,涂有纳米氧化锌复合涂层的铝合金其腐蚀电流密度约为5.965×10-9 A/cm2,这一数值相对于文献中给出的铝合金基体的腐蚀电流密度降低了4个数量级,说明涂层使铝合金基体...     

仿生涂层控制Mg-Zn-Sr合金的降解速率

镁合金作为生物医用材料面临最大的问题是降解速率过快,不能与骨愈合的速率配合.通过仿生法在Mg-Zn-Sr合金表面形成涂层,利用X射线衍射和扫描电子显微镜对涂层结构和形貌进行分析与观察;采用电化学和浸泡腐蚀实验,研究涂层对Mg-Zn-Sr合金在人体模拟液中降解速率的影响.实验结果表明:仿生法在合金表面形成的涂层为羟基磷灰石涂层;羟基磷灰石涂层提高了Mg-Zn-Sr合金在人体模拟溶液中的耐腐蚀性能.     

热镀5%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为

开展了热镀5%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜首次研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于腐蚀电流密度小,腐蚀产物具有保护性,镀层在全浸区表现出较好的耐蚀性能;镀层在潮差区出现不同程度的生物污损,而比较充分的充气条件又促进了镀层的氧化,其腐蚀速度比全浸区明显降低;镀层在飞溅区未出现生物污损,耐蚀性能最好,可能与良好的充气条件和腐蚀产物层的阻挡作用有关.镀层在飞溅区和潮差区的耐蚀性比全浸区分别提高197%和183%;但在全浸区和潮差区,镀层有局部腐蚀倾向.     

3％NaCl溶液中55％Al－Zn－1．6％Si合金镀层电化学参数测定及电偶腐蚀的电化学行为

提出了一种弱极化曲线测量数据计算机处理方法，并计算了５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金镀层在３％ＮａＣｌ溶液中腐蚀过程的电化学参数，研究了镀件在３％ＮａＣｌ溶液中发生整体腐蚀加速的机理．结果表明，镀层表面微电偶局部腐蚀的发展形成了基体钢与镀层金属的宏观电偶腐蚀，电偶电位Ｅｇ随时间的正移，使镀层金属的溶解电流密度迅速增大，钢基体受到的保护效应减小．     

NiCrBSi激光熔敷层组织及腐蚀磨损行为

应用５ｋｗ—ＣＯ２激光器在４５钢基材上进行镍基合金激光熔敷处理．观察并测定了激光熔敷层的组织及显微硬度分布，着重探讨了该合金激光熔敷层在不同条件下的腐蚀磨损行为．试验结果表明，在酸性介质中，激光溶敷层的腐蚀磨损速率随介质浓度及冲击速度的提高而线性增加，其中冲击速度影响较为显著．激光熔敷层的腐蚀磨损失效是以磨料磨损为主，失效机制是显微切削并伴随着凿削磨损。     

铝合金表面聚吡咯镀层的制备及其防腐蚀性能

采用恒电位法在铝合金片(Al)上电镀吡咯单体电化学聚合形成聚吡咯(polypyrrde,PPy)镀层,研究其防腐性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及X射线衍射(XRD)表征样品微观形貌与结构组成,接触角测量仪与热重分析仪分别表征样品的疏水性能与热稳定性,采用腐蚀形貌图、极化曲线以及EIS表征样品的防腐性能。结果表明:聚吡咯镀层均匀、致密展现出良好的机械屏蔽性能。聚吡咯为无定形结构,吡咯单体之间以C—C键连接成链式聚吡咯。聚吡咯镀层表现为疏水性能,且热稳定性良好。浸泡在3. 5%Na Cl溶液中136 h后,铝合金出现大量点蚀现象,而聚吡咯镀层并没有出现严重腐蚀现象。聚吡咯镀层的腐蚀电流密度比铝合金更小,对铝合金保护率达到80. 8%。此外,聚吡咯镀层的溶液电阻与电荷转移电阻比铝合金高很多,表明其对溶液中电解质离子有更强的阻碍作用以及低电荷转移速率,防腐性能优异。     

Fe2+浓度对20号钢表面电镀Fe-Ni合金镀层的影响

采用电沉积技术在20号钢表面制备了Fe--Ni合金层,考察了镀液中Fe2+浓度对合金镀层沉积速度、镀层成分、相结构、镀层显微硬度和耐蚀性的影响规律,并探讨了耐蚀机理.实验结果表明:电镀Fe--Ni合金可获得纳米晶结构,随镀液中Fe2+浓度增加,镀层中含铁量增大;镀层显微硬度的变化与Fe原子在Ni晶格中有序固溶程度有关;Fe--Ni合金镀层的耐蚀性均优于20号钢,当镀液Fe2+浓度为0.01 mo.lL-1时,获得镀层具有最佳的耐蚀性.随镀层中铁含量增加,具有钝化特性的高含Ni的Fe--Ni相含量减少,耐蚀性下降,但该相纳米结构显著细化,加速钝化可提高耐蚀性,这一对矛盾导致镀层耐蚀性与铁含量间没有明显的变化规律.高孔隙率也是耐蚀性下降的原因之一.