電刷鍍技術論文

　　電刷鍍在國內又名快速電鍍、塗鍍、快速筆塗電鍍及無槽電鍍等。下面是由小編整理的，謝謝你的閱讀。

　　篇一

　　淺談電刷鍍技術的應用前景

　　【摘 要】本文簡要的闡述了電刷鍍技術的發展，電刷鍍技術從單一電刷鍍層到複合電刷鍍層，電刷鍍有底層強度高，而且操作簡單，因此在工農業中得到廣泛的應用。

　　【關鍵詞】電刷鍍技術;單一鍍層;複合鍍層

　　1.序言

　　電刷鍍技術採用專用的直流電源裝置，電源的正極接鍍筆，負極接工件。鍍筆通常採用高純石墨塊作陽極材料，外包棉花和滌棉套。在適當的壓力下，浸滿鍍液的鍍筆以一定的相對運動速度在工件表面上移動，鍍液中的金屬陽離子在鍍筆與工件之間接觸的部位，在電場力的作用下擴散到工件表面並在此得到電子而還原成金屬原子，這些金屬原子沉積結晶就形成鍍層。

　　2.電刷鍍技術的發展歷程

　　2.1單一電刷鍍層的發展現狀

　　2.1.1電刷鍍層的組織與效能

　　電刷鍍層的製備方便，工藝靈活簡單。鍍層組織緻密，硬度較高。鎳鍍層的組織隨鍍筆與工件接觸面積變化而呈柱狀、柱狀和帶狀混合、完全帶狀特徵變化，顯微硬度可達570Hv。而鎳磷鍍層的硬度更高，可達840Hv，熱處理後由於 Ni3P的析出而使鍍層發生二次強化，顯微硬度可達到1220Hv。將具有優良耐磨性和耐蝕性的鎳磷電刷鍍層用於進口汽缸上，其使用效能優於原缸體。沉積了Ni、Cr和Ni―Co電刷鍍層的SAE1045鋼，其耐磨性也優於基體鋼。由於在磨損過程中保持混合潤滑機制，沉積Cr刷鍍層的SAE1045鋼呈現很高的耐磨性[1]。

　　一些多元的電刷鍍層由於各成分之間具有彌散強化作用的化合物相，表現出比較特異的摩擦磨損效能。在1045氮化鋼上沉積Ni―Cu―P電刷鍍層組織結構細小緻密，呈非晶態，且有彌散分佈的極細的Ni3Fe顆粒，加上在腐蝕過程中W原子會優先遷移到鍍層表面而形成氧化物薄膜，使該鍍層具有優良的耐蝕性，可作為鉻鍍層的替代品[2].

　　2.1.2電刷鍍層的應用

　　機械裝置在執行過程中，零件受各種載荷和介質的作用，不可避免地產生磨損、磨蝕和疲勞。而電刷鍍層與基體結合好，耐磨性好，可用於某些舊件的修復，提高零件的使用效率，從而產生良好的經濟效益和社會效益。由於刷鍍層厚度均勻，緻密光滑，採用電刷鍍技術成功地對橡膠層壓機頭板的大尺寸階梯形孔尺寸進行了修復。[3]瀋陽一公司 利用電刷鍍技術僅用3天時間就 修好了一大型離心機機座，使軸承孔恢復了原來的幾何形狀和尺寸精度，保證了生產的正常執行。

　　綜上所述，電刷鍍技術製備的單一鍍層具有一定的顯微硬度和耐磨耐蝕性，特別是多元合金鍍支具有更加優良的使用效能。電刷鍍技術已在電力、交通、煤礦等民用工業領域以及重要軍事裝備關鍵零件的修復中得到廣泛的應用。但在比較惡劣的工況條件下，特別是在由於受較大的交變應力和熱應力作用而易產生粘著磨損，接觸疲勞磨損和熱疲勞磨損的工況下，單一鍍層對零件的強化作用是有限的。

　　2.2複合電刷鍍層的發展

　　科技水平的提高和工業的發展，對零件的表面性能提出了更高的要求。單一鍍層已不能更好地滿足現實的需要，人們通過疊加具有不同效能的多層鍍層來獲得具有更理想效能的複合鍍層，即層狀複合鍍層;或者是在金屬鍍液中加入某些不溶性的固體顆粒，使它們與金屬離子共沉積，並均勻地彌散在鍍層中，形成彌散複合鍍層，即複合電刷鍍層，從而提高原有金屬鍍層的效能。複合電刷鍍技術的基本原理和普通電刷鍍技術的基本原理相同，都是利用金屬離子的陰極還原反應來沉積鍍層。二者的主要區別在於：在複合電刷鍍技術中，不溶性固體微粒被加入到鍍液中，形成均勻懸浮的複合鍍液;這些不溶性微粒通過電化學的、力學的原理與金屬離子一起沉積在工件上，獲得具有彌散強化效果的複合鍍層。

　　2.2.1鎳基複合電刷鍍層的研究

　　用於耐磨領域的鎳基複合鍍層中，加入的硬質顆粒主要有金剛石、SIC和ZrO等。複合鍍層中的固體顆粒對於鍍層晶粒生長具有明顯的細化作用，同時鍍層中的多層結構有利於晶體生長時的多次形核，並阻斷了晶粒的合併長大。因此，雖然複合鍍層與鎳鍍層的共同特徵是表面結晶晶粒都呈蘑菇狀***或菜花頭狀***的生長形狀，但複合鍍層表面結晶晶粒較鎳鍍層要細小均勻，鍍層的硬度有一定程度的提高。在一定工藝條件下，複合鍍層組織緻密，硬質微粒呈彌散分佈，與基質金屬結合緊密，硬度較高。複合鍍層在熱處理過程中出現再強化，硬度明顯高於普通鎳鍍層。因此，含有硬質顆粒的複合鍍層具有優良的耐磨性。在磨損過程中，複合電刷鍍層中的固體顆粒可起到支承載荷、抵抗塑性變形、阻礙磨料運動、終止磨痕擴充套件等作用，從而提高複合鍍層的抗粘著磨損和磨料磨損的能力，其耐磨性比普通刷鍍層的高好幾倍。複合鍍層磨痕較淺，磨屑呈小片狀剝落，而單一鎳鍍層表面磨痕較粗且有嚴重的粘附現象，因而單一鍍層摩擦係數較大，耐磨性較差。[4]

　　2.2.2多元合金複合鍍層的研究

　　多元合金複合鍍層的基質金屬主要有Ni―CO―W、Ni―Co―P及Ni―Cu―P等，主要用於耐磨和減摩兩個方面。董允等在Ni―W―CO合金電刷鍍液中新增分析純、粒度小於300目的Sic顆粒，採用電刷鍍技術製得了Ni―W―CO基複合電刷鍍層。適當提高沉積電壓可促進顆粒沉積。複合鍍層的硬度和耐磨性隨SIC顆粒含量的增多而顯著提高，硬度提高最大幅度達70%以上，耐磨性較Ni―W―CO合金提高3倍。將複合電刷鍍技術作為一種強化手段應用於模具的表面處理，結果表明：在Ni―Co―P基合金鍍液中加入粒度為10的zroZ顆粒後，所得複合鍍層的顯微硬度達到750HV，進行中溫回火後，複合鍍層的硬度也得到很大改善，模具的使用壽命提高了1―3倍。稀土元素因具有特異的效能也在複合電刷鍍層中得到應用，董允等將少量的稀土Ce和La加入到Ni―W―CO合金鍍液中，同時加入300目的SIC顆粒或A12偽顆粒。研究結果表面，稀土的加入可提高合金鍍液的電流效率，使電流密度增大，促進合金的沉積，但存在最佳加入量。稀土的加入也可縮短合金基體捕獲顆粒的時間，促進顆粒的沉積，使複合鍍層中顆粒含量增多。鍍層的硬度和耐磨性均有一定程度的提高。

　　3.結束語

　　在多元合金鍍液中加入固體顆粒，可顯著提高底層的耐磨耐蝕性和減摩性，所得複合鍍層具有較高的結合強度和優良的使用效能。綜上所述，將硬質奈米顆粒新增到電鍍液或化學鍍液中，可以獲得組織細化，硬度較高，具有優良摩擦磨損效能和使用效能的奈米顆粒複合鍍層。但顆粒在這些複合鍍層中的含量較高，加之一些團聚顆粒容易進入鍍層內，使複合鍍層中奈米顆粒與基質結合不牢，呈現一定程度的脆性造成鍍層效能不穩定，在一定程度上影響了它們的推廣應用。

　　參考文獻：

　　[1]戴洪斌，文建波 電刷鍍修復WG―1800型離心機機座軸承孔 瀋陽化工，1994，2：50―53.

　　[2]祝耀坤 電刷鍍技術及在我省電力生產中的應用，浙江電力，1994，1：55―58.

　　[3]董大軍 電刷鍍在交通運輸業中的應用研究 西安公路交通大學學報，1997，17***3***：97―100.

　　[4]祖立新，葛秀雲，應用電刷技術修復單體支柱油缸內部腐蝕工藝，煤礦自動化1996，2：62―64.

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