大厚度电刷镀镍镀层的研制

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1、大厚度电刷镀镍镀层的研制1大厚度电刷镀镍镀层的研制'/铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所置茎毖戴巡唐克彪题主_锻,主题词查至墼墨皇堕研制应用,,』J.l研制大厚度电刷镀镀层的问题的提出电刷镀技术是国家"六五",七五","八五以及"九五"计划期间重点推广的新技术,在我国的各行各业中获得了广逆的应用.随着电刷镀技术应用领域的不断扩大,对电刷镀技术本身也不断提出新的要求,希望电刷镀技术以自身的进步来满足推广应用工作不断增长的需求,能以简单的工艺获得太厚度的电刷镀镍镀层就是其中的需求之一.在我国的电刷镀技术推广应用中将电刷镀技术的增厚尺

2、寸功能应用于机械设备的维修,曾挽救了大量因磨损或加工超差而待报废的零部件.随着在维修领域中推广应用的不断深入,人们的应用实践由薄镀层(≤0.3ram)的维修转向厚镀层(≥imm)的维修,这是为了满足以下需求.进口设备的维修.改革开放初期由国外引进的机械设备经长期运用已有相当数量的设备进入大修期,其中一些磨损件的磨耗尺寸比较大,为了恢复磨损件的使用性能或节省昂贵的费用进口配件需制备大厚度镀层}实施原形修复.电刷镀技术在维修领域中大量应用实践证明,经电刷镀技术修复的零部件,不仅恢复了使用性能,而且寿命与新件相当甚至超过了新件的寿命

3、,充分显示了电刷镀技术用于维修的可靠性和合理性.由于电刷镀技术具有恢复尺寸的功能,因此应用电刷镀技术实现原形修复就成了电刷镀技术推广应用工作的努力目标.由于传统的等级维修制度的实施,磨损零部件受多次等级维修后磨损尺寸一般比较太,因此在等级维修条件下要实施原形修复,需恢复的尺寸相对来说比较太,因而也要求电刷镀技术能制备厚镀层.其它一些处于恶劣环境中服役的机械设备,由于磨损量较大,也需要制备大厚度镀层由于机械设备维修中大量应用的是镍镀层,所以研制以简单的工艺获得毫米级电刷镀镍镀层成为电刷镀技术推广应用工作的迫切要求.2大厚度电刷镀

4、镍镀层研制技术的难点电刷镀技术在工件表面获得镀层的机理如图1所示,刷镀时工件与专用电源的负极相连,阳极与专用电刷镀电源的正极相连.在阳极与工件表面接触处相当于一个微型电镀槽,此时镀液中的金属离子M在电场的作用下向带负电的工件面作定向迁移,并在工件表面获得电子还原成金属原子在工件表面沉积.M+ne=M●这一过程应是我们常称的电——化学反应,在阴极(工件)表面还原沉积的原子按一定的规律堆积形成镀层,镀层随电——化学反应的时间而增厚.与普通槽镀不同的是电刷镀技术是在大电流密度下(可超过1OOA/dm)的快速电——化学反应,快速电化学

5、沉积造成的镀层的晶格的位错,扭曲,空穴等缺陷,使得电刷电刷镀技术199~'№2,3/一/一/一/<--M一\+阳++援墨1电捌镀沉积机理原理图镀镀层随厚度的增加而应力加大,镀层变得粗糙,多孔隙.例如电刷镀技术中常用的快速镍镀藏获得的镀层达0.2mm时镀层会变得粗糙,多孔隙,应力增大,镀层开始出现裂纹等缺陷,必须进行层间处理,以及施镀夹心层,以改善镀层表面的粗糙度,改变镀层的结构或镀层内部的应力分布状态,才能继续增厚镀层.因此采用普通的快速镍镀液并非不能获得毫米级以上的镀层,但工艺比较复杂.而且生产效率比较低,在多次

6、的层间处理工艺中稍有不慎,即可能导致刷镀的失败,是电刷镀实践中难度比较大的一项工艺.为此,大厚度电刷镀镍镀层研制技术难圈26--25lOO×黑葳色6o.2l结合好3.2试样的电刷镀工艺试样:2/3嗜缝管,表面车加工至Ra一6.3～3.2fzm;车床转速:160r/mim电刷镀电源:TD一60电刷镀工艺:1)按中碳钢电刷镀工艺进度是如何消除或减少刷镀过程中的应力的积累和细化晶粒,降低镀层的表面粗糙度.解决这一技术的关键是选择适合于大电流密度下的应力消除剂和整平剂的种类及添加量.3试验,研究工作3.1镀液的选择由于大厚度刷镀过程中

7、金属离子的消耗比较快,为了使镀液中金属离子浓度保持相对稳定,从而使镀层的沉积速度保持相对的恒定,决定采用可溶性阳极镍溶液来研制大厚度的电刷镀镍溶液.根据长期电刷镀实践积累的经验,初选了应力消除剂和整平剂的种类,重点对应力消除剂和整平剂的添加量进行了探讨.整平剂的添加量从25—5O一75—1O依次增加;应力消除剂的添加量从6—8—12—15依次增加;不同添加量的整平剂和应力消除剂匹配制成的镀液所获得的镀层金相照片见图2～2l图36—501oo×灰色8一o18结合好行表面准备和刷镀过渡层;2)大厚度镀液刷镀工艺:电压8V,相对运动

8、速度18.6m/rain(车床转速160r/min);每一次试验刷镀消耗电量3Ah}供液方式:人工}阳极:0#镍板平板型阳极.电捌镀技术1999№2,3国46--751O0×藏色0jO.145结舍好:_l_..-≯≮0.毒鬻.三.国68--25100×藏色0=o.185结合好