电喷镀ni-p合金工艺及性能研究

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1、万方数据电喷镀Ni-P合金工艺及性能研究基于以上特点，电刷镀技术得到了广泛应用，50年代美国在设备方面有了突破[81，60年代以后该项技术则发展到了日本、瑞士以及前苏联[9】。我国对电刷镀技术的研究同样可以追溯到上世纪60年代，并在80年代得到了迅速发展[10J。迄今为止，随着该项技术的不断推广，越来越多的学者对其工艺等进行了相应研究。在设备方面，出现了自动化刷镀系统，不再依靠人工操作，节省劳动力，提高工作效率。在应用以及工艺方面，又发展了复合电刷镀。李卫红等L1lJ用电刷镀技术在A3钢上制备了Ni—PTFE复合镀层，该镀层

2、组织致密，表面粗糙度小，有效的提高了镀层的耐磨性能。付大海等【12】用电刷镀技术代替了阳极氧化、铬酸盐化学氧化技术以及槽镀技术，制备了厚度均匀、结合状态良好以及耐蚀性高的稀土膜，并对电刷镀电压与膜层的耐蚀性能之间的关系进行了研究分析，得到能使耐蚀性达到较优水平的工作电压。黄选民等【13】采用电刷镀技术在发动机叶片上镀覆了含有纳米颗粒的合金镀层，该镀层与与普通电刷镀镍层相比，镀层结构致密、结合强度增加、耐磨性能以及耐腐蚀性能均得到显著提高，解决了关键零部件再制造难题，同时针对纳米复合电刷镀的部分技术进行了相应研究，包括镀液特性

3、、刷镀工艺以及镀层沉积机理等。周仕勇【14】在纳米Ti02-Ni基镀层的电刷镀沉积行为研究中对镀液添加剂进行了深入研究，研究表明阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵对纳米颗粒Ti02的分散效果优于其它几种添加剂，使用该添加剂制得的复合镀层晶粒细小、镀层致密、孔隙较少，并且具有较高的镀层硬度。王晋春【15】对纳米复合电镀工艺中的电流密度对镀层形貌以及显微硬度的影响进行了研究，结果表明，通过选取合适的阴极电流密度可以获得镀层致密、硬度较高以及表面形貌较好的复合镀层。王芹芹【16】采用正交试验的方法对电刷镀工艺参数包括纳米颗粒的

4、含量、刷镀电压以及镀液温度进行了优化，得到对镀层性能影响的显著因素为纳米颗粒含量以及刷镀电压，并优选出最佳工艺参数，获得硬度较高的纳米复合镀层。在其它方面，电刷镀技术开始与其它技术相结合【10l，包括激光重熔技术、激光强化技术、离子注入技术、减摩技术、热喷涂技术、钎焊技术、粘涂技术以及计算机技术。通过多种技术的结合，可以获得结合强度好、耐磨性能强的多功能镀层。1．1．2电喷镀研究现状电喷镀技术是在电刷镀技术基础之上发展起来的，避免了刷镀过程中镀液利用率低、沉积速度慢、成本高以及劳动强度大等缺点。该项技术省去了刷镀过程中的包套

5、、棉花，并将阴极固定，镀液从阴阳两极之间的间隙循环流过，在提高镀液利用率的同时，增大阴极电流密度，提高镀层沉积速度。采用电喷镀技术加工时，镀液流速较大，2万方数据第一章绪论具有较高的物质传输率。同时，高速喷射的电镀液有效地减少了工件表面扩散层，降低工件表面浓差极化，提高镀层沉积速度以及镀层表面质量【17】。在设备方面，早在1974年美国国家航空航天局(NASA)就申请了专利，对电喷镀的原理及工艺方法进行了研究【181。1978年Haynes又对压力喷射电镀系统进行了研究，并做出相应改进【191。C．Booking[201将电

6、喷镀技术与激光技术相结合，促使纯金镀层的形成。随后，又有很多学者根据不同需要对电喷镀试验装备做出部分改进。戚墅堰机车研究所的杨向明【2l】研制了大容量直流紊流电源以及电喷镀专用镀液和工装，在此基础上，采用正交试验对影响镀层质量的电流密度、间隙、相对运动速度以及镀液流速进行分析，得到的最佳工艺条件为电流密度150A／dm2、间隙1．5mm-2．0mm、镀液流速小于等于0．66m／s、相对速度27m／s一38m／s，此时镀层质量较高。余建柏等【冽不仅采用正交试验优化了工艺参数，同时对阳极材料进行了对比试验，结果表明1Grl8Ni

7、9Ti金属阳极更适合电喷镀试验。在工艺方面，荆天辅等【23】研究发现糖精这种添加剂可以改变纳米晶Ni沉积层的晶粒尺寸，改变沉积层结构，显微硬度得到提高。同样在制备Co-Ni合金镀液中加入糖精可以增加阴极极化作用，获得硬度以及软磁性能较高的合金镀层[241。陈劲松等【25J在研究电喷镀的定域性时发现，缩小喷嘴口径及喷嘴距离时，定域性较好，降低阴极电流密度，定域性也得到提高。江山等【26】与脉冲技术相结合获得了厚度均匀的纳米晶镍镀层，并且发现脉冲电流密度对镀层的微观结构有显著影响。刘润等【27】贝0对纳米晶镍机理及工艺进行了研究

8、，发现纳米晶镍的晶粒尺寸随电流密度的增大先减小后增大，晶粒尺寸最小时，表面硬度达到最高，且沉积后的试样耐磨性能得到改善。熊毅掣2s】在自行研制的装置上电沉积镍，研究结果表明沉积速度与电流密度成线性关系，并且得到了沉积速度为36．9}lm／min、硬度较高的镀层。在镀层种类上，也由单一金属镀