非晶态crfec合金镀层的研究

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1、哈尔滨工程人学硕士学位论文摘要非晶态Cr．C镀层成分均匀、结构均匀，因具有优于传统铬镀层的性能而备受重视。非晶态Cr-C镀层的显微硬度和耐磨性都明显高于传统铬镀层，特别是其显微硬度在一定温度范围内随温度的升高而升高，其硬度最高可达1800HV左右，有望成为高温环境下耐磨、耐蚀零件的有效处理方法。此外，传统的六价铬镀铬对人体和环境造成极大危害。目前在美、日等工业发达国家已全面禁止使用；随着环保意识的不断增强，传统的六价铬镀铬在我国也面临被淘汰的严酷现实。为了取代重污染的六价铬电镀，三价铬镀铬是目前最有发展前景的替代工艺之一，C，+离子的毒害污染仅为Cr”离子的百分之一，因

2、而得到人们的广泛关注。本文选取高温环境下服役且需要高硬度、高耐磨性的4Crl0Si2Mo内燃机气阀钢为实验材料(阴极)，采用以cr3+离子为主的镀液，在工件表面电沉积非晶态C卜Fe．C合金镀层。镀液以硫酸铬和硫酸氨作为主盐和导电盐，用草酸氨作络合剂；为了适应工程化应用，阳极材料选用SUS304钢(即0Crl8Ni9)。通过改变络合剂的含量、电流密度和电镀时间，在阴极上沉积了不同厚度的非晶态Cr-Fe．C镀层。对上述工艺制备的镀铬层，进行了外观、晶体结构、厚度、硬度及耐蚀性的检测。在选定工艺下制备的镀层为半光泽银灰色的非晶态cr—Fe—C合金镀层，其沉积速率较快、镀层较厚

3、，且镀层的耐蚀性较好。最后对所制备的非晶态镀层进行了不同温度的热处理，并对热处理后的镀层进行了显微硬度和XRD分析。结果表明，热处理时随着温度的升高出现明显的硬化现象。其主要原因是由于镀层的非晶态结构在加热时发生了晶化转变，在形成高硬度碳化物的同时引起了内应力的增高。关键词：非晶态；三价铬电镀；热处理；镀层性能哈尔滨工稳丈学硕士学位论文ii

4、iii■每i■鼍

5、1IIii

6、ii—ii■宣i—ii—ii—ii—ii—ii■茜i■ii■iiii—宣i■ii瞄ABSRACTThecompositionofamorphousCr-Cdepositiseven，andthestru

7、ctureiseven，SOthedeposithasbetterfunctionthanthetraditionalchromiumandispaidmoreattention．ThemicrorigidityandthewearableresistanceofamorphousCr—Careallobviouslyhigherthanthatoftraditionalchromiumdeposit，especiallythemicrorigiditygoesupwiththetemperaturerisingwithinthescopeofcertaintemper

8、aturedegree，whichcanammmttothe1800HVorso，hopingtobecomethevalidprocessingmethodofwearableandcorrosionpartsundertheheatenvironmentbear．Inaddition，platingwiththetraditionalhexedchromesquatheoneofallplatingthatresultsinseriouspollutionforthehumanbodyandtheenvironments，SOithasalreadybeenforb

9、iddeninthedevelopedcountriessuchasUSAandJapan．Withtheincreasingenvironmentprotectionwariness，itwillfinallybeeliminatedinourcountry．Inordertoreplaceheavypollutinghexedchromesplating，weturntOtrivalentchromes，whichiSthecraftsthathasthemostdevelopmentforegroundcurrently．ThepoisonoftheCr3+ion

10、isonly1％thatoftheCr”ion，asaresultitgetthepeople’Sextensiveattention．ThecompositionofamorphousCr-Fe—CalloydepositismadewiththeliquidthatadoptsmainlyCr”ion．Throughagreatdealofexperimentation，werespectivelychoosethesulfuricacidchromeandthesulfuricacidammoniaastheprimarysalta