电刷镀技术论文
电刷镀技术论文
电刷镀在国内又名快速电镀、涂镀、快速笔涂电镀及无槽电镀等。下面是由学习啦小编整理的电刷镀技术论文，谢谢你的阅读。
电刷镀技术论文篇一
浅谈电刷镀技术的应用前景
【摘 要】本文简要的阐述了电刷镀技术的发展，电刷镀技术从单一电刷镀层到复合电刷镀层，电刷镀有底层强度高，而且操作简单，因此在工农业中得到广泛的应用。
【关键词】电刷镀技术;单一镀层;复合镀层
1.序言
电刷镀技术采用专用的直流电源设备，电源的正极接镀笔，负极接工件。镀笔通常采用高纯石墨块作阳极材料，外包棉花和涤棉套。在适当的压力下，浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上移动，镀液中的金属阳离子在镀笔与工件之间接触的部位，在电场力的作用下扩散到工件表面并在此得到电子而还原成金属原子，这些金属原子沉积结晶就形成镀层。
2.电刷镀技术的发展历程
2.1单一电刷镀层的发展现状
2.1.1电刷镀层的组织与性能
电刷镀层的制备方便，工艺灵活简单。镀层组织致密，硬度较高。镍镀层的组织随镀笔与工件接触面积变化而呈柱状、柱状和带状混合、完全带状特征变化，显微硬度可达570Hv。而镍磷镀层的硬度更高，可达840Hv，热处理后由于 Ni3P的析出而使镀层发生二次强化，显微硬度可达到1220Hv。将具有优良耐磨性和耐蚀性的镍磷电刷镀层用于进口汽缸上，其使用性能优于原缸体。沉积了Ni、Cr和Ni―Co电刷镀层的SAE1045钢，其耐磨性也优于基体钢。由于在磨损过程中保持混合润滑机制，沉积Cr刷镀层的SAE1045钢呈现很高的耐磨性[1]。
一些多元的电刷镀层由于各成分之间具有弥散强化作用的化合物相，表现出比较特异的摩擦磨损性能。在1045氮化钢上沉积Ni―Cu―P电刷镀层组织结构细小致密，呈非晶态，且有弥散分布的极细的Ni3Fe颗粒，加上在腐蚀过程中W原子会优先迁移到镀层表面而形成氧化物薄膜，使该镀层具有优良的耐蚀性，可作为铬镀层的替代品[2].
2.1.2电刷镀层的应用
机械设备在运行过程中，零件受各种载荷和介质的作用，不可避免地产生磨损、磨蚀和疲劳。而电刷镀层与基体结合好，耐磨性好，可用于某些旧件的修复，提高零件的使用效率，从而产生良好的经济效益和社会效益。由于刷镀层厚度均匀，致密光滑，采用电刷镀技术成功地对橡胶层压机头板的大尺寸阶梯形孔尺寸进行了修复。[3]沈阳一公司 利用电刷镀技术仅用3天时间就 修好了一大型离心机机座，使轴承孔恢复了原来的几何形状和尺寸精度，保证了生产的正常运行。
综上所述，电刷镀技术制备的单一镀层具有一定的显微硬度和耐磨耐蚀性，特别是多元合金镀支具有更加优良的使用性能。电刷镀技术已在电力、交通、煤矿等民用工业领域以及重要军事装备关键零件的修复中得到广泛的应用。但在比较恶劣的工况条件下，特别是在由于受较大的交变应力和热应力作用而易产生粘着磨损，接触疲劳磨损和热疲劳磨损的工况下，单一镀层对零件的强化作用是有限的。
2.2复合电刷镀层的发展
科技水平的提高和工业的发展，对零件的表面性能提出了更高的要求。单一镀层已不能更好地满足现实的需要，人们通过叠加具有不同性能的多层镀层来获得具有更理想性能的复合镀层，即层状复合镀层;或者是在金属镀液中加入某些不溶性的固体颗粒，使它们与金属离子共沉积，并均匀地弥散在镀层中，形成弥散复合镀层，即复合电刷镀层，从而提高原有金属镀层的性能。复合电刷镀技术的基本原理和普通电刷镀技术的基本原理相同，都是利用金属离子的阴极还原反应来沉积镀层。二者的主要区别在于：在复合电刷镀技术中，不溶性固体微粒被加入到镀液中，形成均匀悬浮的复合镀液;这些不溶性微粒通过电化学的、力学的原理与金属离子一起沉积在工件上，获得具有弥散强化效果的复合镀层。
2.2.1镍基复合电刷镀层的研究
用于耐磨领域的镍基复合镀层中，加入的硬质颗粒主要有金刚石、SIC和ZrO等。复合镀层中的固体颗粒对于镀层晶粒生长具有明显的细化作用，同时镀层中的多层结构有利于晶体生长时的多次形核，并阻断了晶粒的合并长大。因此，虽然复合镀层与镍镀层的共同特征是表面结晶晶粒都呈蘑菇状(或菜花头状)的生长形状，但复合镀层表面结晶晶粒较镍镀层要细小均匀，镀层的硬度有一定程度的提高。在一定工艺条件下，复合镀层组织致密，硬质微粒呈弥散分布，与基质金属结合紧密，硬度较高。复合镀层在热处理过程中出现再强化，硬度明显高于普通镍镀层。因此，含有硬质颗粒的复合镀层具有优良的耐磨性。在磨损过程中，复合电刷镀层中的固体颗粒可起到支承载荷、抵抗塑性变形、阻碍磨料运动、终止磨痕扩展等作用，从而提高复合镀层的抗粘着磨损和磨料磨损的能力，其耐磨性比普通刷镀层的高好几倍。复合镀层磨痕较浅，磨屑呈小片状剥落，而单一镍镀层表面磨痕较粗且有严重的粘附现象，因而单一镀层摩擦系数较大，耐磨性较差。[4]
2.2.2多元合金复合镀层的研究
多元合金复合镀层的基质金属主要有Ni―CO―W、Ni―Co―P及Ni―Cu―P等，主要用于耐磨和减摩两个方面。董允等在Ni―W―CO合金电刷镀液中添加分析纯、粒度小于300目的Sic颗粒，采用电刷镀技术制得了Ni―W―CO基复合电刷镀层。适当提高沉积电压可促进颗粒沉积。复合镀层的硬度和耐磨性随SIC颗粒含量的增多而显著提高，硬度提高最大幅度达70%以上，耐磨性较Ni―W―CO合金提高3倍。将复合电刷镀技术作为一种强化手段应用于模具的表面处理，结果表明：在Ni―Co―P基合金镀液中加入粒度为10的zroZ颗粒后，所得复合镀层的显微硬度达到750HV，进行中温回火后，复合镀层的硬度也得到很大改善，模具的使用寿命提高了1―3倍。稀土元素因具有特异的性能也在复合电刷镀层中得到应用，董允等将少量的稀土Ce和La加入到Ni―W―CO合金镀液中，同时加入300目的SIC颗粒或A12伪颗粒。研究结果表面，稀土的加入可提高合金镀液的电流效率，使电流密度增大，促进合金的沉积，但存在最佳加入量。稀土的加入也可缩短合金基体捕获颗粒的时间，促进颗粒的沉积，使复合镀层中颗粒含量增多。镀层的硬度和耐磨性均有一定程度的提高。
3.结束语
在多元合金镀液中加入固体颗粒，可显著提高底层的耐磨耐蚀性和减摩性，所得复合镀层具有较高的结合强度和优良的使用性能。综上所述，将硬质纳米颗粒添加到电镀液或化学镀液中，可以获得组织细化，硬度较高，具有优良摩擦磨损性能和使用性能的纳米颗粒复合镀层。但颗粒在这些复合镀层中的含量较高，加之一些团聚颗粒容易进入镀层内，使复合镀层中纳米颗粒与基质结合不牢，呈现一定程度的脆性造成镀层性能不稳定，在一定程度上影响了它们的推广应用。
参考文献：
[1]戴洪斌，文建波 电刷镀修复WG―1800型离心机机座轴承孔 沈阳化工，1994，2：50―53.
[2]祝耀坤 电刷镀技术及在我省电力生产中的应用，浙江电力，1994，1：55―58.
[3]董大军 电刷镀在交通运输业中的应用研究 西安公路交通大学学报，1997，17(3)：97―100.
[4]祖立新，葛秀云，应用电刷技术修复单体支柱油缸内部腐蚀工艺，煤矿自动化1996，2：62―64.
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