电镀ni-w合金镀层在旋铆头中的应用

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1、电镀Ni-W合金镀层在旋钏头中的应用电镀Ni-W合金镀层在旋钏头中的应用广东工业大学摘要：采用电镀法在旋钏头（钏接不锈钢钏钉用）上沉积Ni-W合金镀层,并对旋钏头的失效形式、镀层的组织形貌、纽织结构、显微硬度、I耐磨性能等进行了分析和讨论。结果表明，已镀旋钏头的使用寿命比耒镀旋挪头的寿命提高两倍以上。中图分类号：TG174.441文献标志码：A1前言以银磷、镰钩为主的镰基合金电镀由于操作容易，镀层具有较高的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性、耐高温性及良好的外观，在工具、成形模具上的应用研究国内己有了不少报道。但由于模具的使用条件和影响因素复杂多样，使得磔

2、基合金镀层在工模具上的应用受到了很大制约，其屮不锈钢成形模具更是一个难点。这主要是目前国内普遍使用的不锈钢成形模具材料为Crl2（或Crl2MoV）.高速钢、合金铸铁等铁基合金模具材料，而这些材料与不锈钢（如:SUS304、SUS430等）互溶性人，容易在制品和模具之间发牛粘看，轻则降低模具寿命，在工件表面产生划痕划伤，重则由于模具与工件之间发生冷焊现象，使模具报废。Ni-W合金镀层，特别是当其镀层为纳米晶、非晶时，镀层小因晶界、间隙、位错和组分偏析较少，性能更加优异，与不锈钢的互溶性不人,对改变镀层的耐磨性和防粘着性有良好效果。为了研究Ni-W合金

3、镀层在不锈钢成形工模具上的实际应用状况和可行性,本文选用广东汕头某公司的旋钏头（不锈钢钏钉在钏接过程中所使用的成形工模具）进行电镀Ni-W合金纳米晶、非晶镀层试验，并对其使用寿命、失效形式、表面涂层组织和硬度等方面进行了分析。2试验材料及方法2.1旋钏头材料及制造工艺旋钏头材料为Crl2,主要成份为（%）:2*00-2•3C,11・5-13Cr,W0•35Mn,WO•40Si;旋钏钉材料为SUS304不锈钢。旋钏头形状及尺寸如图1所示,表而粗糙度为Rai・25pm。工艺流程为:下料一退火一车削一热处理一精磨。退火在箱式炉屮进行,工艺为850°C-87

4、0°C保温lh,然示在740°C-760°C等温3h-4h,随炉冷至500€示出炉空冷;硬度要求小于或等于255HBo高温1100°C淬火后,500°C回火（2h）二次,冲头硬度为59-61HRC。2.2电镀Ni-W合金纳米晶、非晶镀层工艺镀液组成:硫酸银60g/L,鹤酸钠150g/L,柠檬酸130g/L,用分析纯试剂和蒸馆水配制溶液，氨水做调节镀液PII值用的添加剂。电镀装置：阳极为纯银板，阴极为旋钏头（头部正对银板）及测试样;镀槽为2000ml烧杯,用DF1782SL2A型线性直流稳压稳流电源控制电流密度,JB-3型定吋恒温磁力搅拌器控制槽液温度

5、并在电镀过程中起搅拌作用。电镀试验步骤：⑴配制镀液:分别称量所需药品，加一定量蒸谓水搅拌至完全溶解;将鹄酸钠溶液加入硫酸線溶液中，充分搅拌;再加入柠檬酸溶液，充分搅扌Y；然后加入氨水调节PH值,用精密试纸测定;最后加蒸係水至规泄体积。⑵恒温磁力搅扌半器加热并不断搅扌半镀液至规定的温度。（3）将打磨好的旋钏头经碱性除油一热水清洗一冷水清洗一酸洗活化〜冷水清洗一蒸饰水清洗后装挂入槽，通电电镀。镀液温度65°C,PH值为5,电流密度20A/dm2,电镀时间45min。为了性能检测需要，对测试样Crl2片（尺寸为15mmX20mmX1.5mm）也采用相同的处

6、理工艺。2.3测试方法S-3400N-II型扫描电镜观测镀层断面形貌，并用其附带OXFORDINCAEDS能谱仪分析镀层成分;用口产MVK-H3型超微负荷显微硬度计测量镀层的显微硬度，加载时间15s,载荷25g,并用所带数码摄影系统观察镀层的表而形貌;用丨I木Rigaku生产的D/MAX2200VPC型X射线衍射仪（XRD）XJ-镀层的品态结构进行分析（条件是石墨单色器,Cu靶,管电压40kV,管电流30mA,扫描速度6。/min）;用WS-92型声发射划痕仪测膜基结合力；用日木产HETD0N22型表面性能测试仪测试膜层的耐磨性能（金刚石压头直径为0

7、-2mm,载荷为lkg）,采用往复式刻划磨损试验法，并观测磨痕宽度。旋钏头在MYXM5000液压旋钏机上使用，用SUS304不锈钢钏钉对不锈钢门（窗）进行钏接。3试验结果及分析3.1镀层的形貌用超微负荷显微硬度机的金相系统及扫描电镜观察与旋钏头同工艺条件卜•制备出的测试样的Ni-W合金镀层表而与断而形貌。如图2、图3所示，镀层表面均匀光整,镀层断面均匀致密,镀层与基体的结合呈咬合状（以咬合状结合的层基比平直结合的层基结合力要人）。经能谱检测，证实镀层屮钩的重最百分比为45・56%,镰的重最百分比为54・44%;钩的原子百分比为21・48%,傑的原子百

8、分比为78・52%。膜层的总厚度约为15umo3.2镀层的组织结构采用X射线衍射仪对与旋钏头同工艺条件下制备