对铁基纳米复合镀层在液压柱塞上应用研究

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1、液压气动与密封／2010年第5期铁基纳米复合镀层在液压柱塞上应用研究张本生王影刘海光(1．海军潜艇学院，山东青岛266071；2．青岛职业技术学院，山东青岛266555)摘要：文中首先简要介绍了铁基纳米复合镀及共沉积机理，镀层制备的设备、材料、工艺参数和工艺过程。接着对镀层在柱塞上应用的具体工艺过程和后处理进行了研究，同时对涂层性能进行了测试，最后得出结论。’关键词：铁基纳米复合镀层；液压柱塞中图分类号：TH137．5文献标识码：A文章编号：1008-0813(2010)05—0028—04ResearchOHn-FeBasedCompoundLaye

2、rUsedonHydraulicPiⅡat"ZHANGBen-shengaWANGYi，LIUHai-gua~(1．NavalSubmarineAcademy，Qingdao266071，China；2．QingdaoVocationalTechnicalCollege，Qingdao266071，China)Abstract：Inthispaper,depositmechanismofn—Febasedcompoundplatingwasoutlinedfirstly，alsotheequipments，materialandtechnicalpro

3、cesswereincluded．Secondly，usingthetechnologyonhydraulicpillarwasstudied，atthesanletimethecharacteristicsofcoatingweretestedIntheendtheconclusionwasdrawn．KeyWords：n-Febasedcompoundplating；hydraulicpillar0引言解液中氯化亚铁、盐酸和水部分地离解为：FeCl_÷液压柱塞已在工程机械、机床、军用装备、石油化Fe2++2C1一、HCl—H+Cl_、HH++OH一

4、。工等各个领域得到广泛应用。柱塞尤其是大型柱塞制镀层形成过程中的阴极反应为：作工艺一般是45#钢精加工，然后表面镀铬完成。采用(1)铁离子放电还原并沉积在阴极表面：Fe++2e这种工艺制造大型柱塞，工艺性、经济性较差。近年来，Fe。将热喷涂层应用于大型柱塞研究和应用已取得较大进(2)氢离子放电还原为氢原子，氢原子结合成氢气展。但采用热喷涂涂层的柱塞，由于喷涂层致密度不够析出：2H++2eH2t。高，在工作温度较高、压力较大情况下，有可能产生渗镀层形成过程中的阳极反应为：漏。(1)4OH--4e--*O2T+2H2O。铁基纳米复合镀是随着纳米技术发展，出

5、现的一(2)Fe一2e—Fe，铁板失去电子成铁离子进入镀液种全新的表面处理工艺。它具有如下特点：①镀厚能力中，补充电镀过程中铁离子的消耗。强，一次施镀最大厚度直径达4mm；②沉积速度快，直共沉积过程分为三个阶段：径方向0．5mm／h；③硬度、耐磨性高，耐磨性是45钢淬(1)镀液中的固体微粒主要靠搅拌镀液及微粒在火的4倍以上；④结合强度高，结合强度达20kg／mm镀液中的自然沉降，使微粒迁移到阴极表面，并停留一以上；⑤镀层致密性好；⑥耐腐蚀好；⑦无污染。定时间。这些特点非常适合于大型柱塞的表面处理，尤其(2)在静电场力作用下，固体微粒脱去水化膜，与适用于

6、铸铁基体材质柱塞的表面处理。很多厂家已对阴极表面直接接触，形成化学吸附的强吸附。强吸附的该技术用于铸铁基体柱塞表面强化表示出极大兴趣，微粒被金属铁离子还原时，机械地镶嵌进去。该项目研究成功具有很大的经济效益及应用前景。(3)沉积到阴极表面上的固体微粒在继续电沉积1铁基纳米复合镀及共沉积机理的过程中，随着镀层的增厚，被整个埋入镀层中，固体微粒弥散分布在基体金属中，形成复合镀层。铁基纳米复合电镀液是单一液相的电镀液，镀液中的主要成分是氯化亚铁、盐酸、水和纳米AI：O，。在电2镀层制备2．1主要设备及材料收稿日期：2009一10—13①KGDS-JZH可控硅

7、整流电源；②纳米A1203一作者简介：张本生(1972一)，男，博士，毕业于中国人民解放军军械工程学FeC1镀液；③示波器；④IOOA电流表；⑤精密型酸度院武器系统与运用工程专业，研究方向：表面工程技术在军用装备上应计；⑥密度计。用。28HvdraulicsPneumatics&Seals，No．5．20102．2制备镀层的主要工艺参数镀层制备工艺参数见表1。表1纳米复合镀工艺参数项目镀液纳米AI203-FeCI2镀液内微粒含量，(g／L)50～60搅拌间隔时间／min3O～35镀液主盐浓度FeO2·4I-I20／(g／L)600镀液温度／'C30~5

8、0镀液酸度／pH1．2～2．0电极配比(阳极：阴极)交流活化0．7～1．2：l，直流镀2～25