電刷鍍技術(shù)論文
電刷鍍技術(shù)論文
電刷鍍在國內(nèi)又名快速電鍍、涂鍍、快速筆涂電鍍及無槽電鍍等。下面是由學(xué)習(xí)啦小編整理的電刷鍍技術(shù)論文，謝謝你的閱讀。
電刷鍍技術(shù)論文篇一
淺談電刷鍍技術(shù)的應(yīng)用前景
【摘 要】本文簡要的闡述了電刷鍍技術(shù)的發(fā)展，電刷鍍技術(shù)從單一電刷鍍層到復(fù)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(nóng)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】電刷鍍技術(shù);單一鍍層;復(fù)合鍍層
1.序言
電刷鍍技術(shù)采用專用的直流電源設(shè)備，電源的正極接鍍筆，負(fù)極接工件。鍍筆通常采用高純石墨塊作陽極材料，外包棉花和滌棉套。在適當(dāng)?shù)膲毫ο?，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并在此得到電子而還原成金屬原子，這些金屬原子沉積結(jié)晶就形成鍍層。
2.電刷鍍技術(shù)的發(fā)展歷程
2.1單一電刷鍍層的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1.1電刷鍍層的組織與性能
電刷鍍層的制備方便，工藝靈活簡單。鍍層組織致密，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、完全帶狀特征變化，顯微硬度可達(dá)570Hv。而鎳磷鍍層的硬度更高，可達(dá)840Hv，熱處理后由于 Ni3P的析出而使鍍層發(fā)生二次強化，顯微硬度可達(dá)到1220Hv。將具有優(yōu)良耐磨性和耐蝕性的鎳磷電刷鍍層用于進(jìn)口汽缸上，其使用性能優(yōu)于原缸體。沉積了Ni、Cr和Ni―Co電刷鍍層的SAE1045鋼，其耐磨性也優(yōu)于基體鋼。由于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(xiàn)很高的耐磨性[1]。
一些多元的電刷鍍層由于各成分之間具有彌散強化作用的化合物相，表現(xiàn)出比較特異的摩擦磨損性能。在1045氮化鋼上沉積Ni―Cu―P電刷鍍層組織結(jié)構(gòu)細(xì)小致密，呈非晶態(tài)，且有彌散分布的極細(xì)的Ni3Fe顆粒，加上在腐蝕過程中W原子會優(yōu)先遷移到鍍層表面而形成氧化物薄膜，使該鍍層具有優(yōu)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(yīng)用
機械設(shè)備在運行過程中，零件受各種載荷和介質(zhì)的作用，不可避免地產(chǎn)生磨損、磨蝕和疲勞。而電刷鍍層與基體結(jié)合好，耐磨性好，可用于某些舊件的修復(fù)，提高零件的使用效率，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。由于刷鍍層厚度均勻，致密光滑，采用電刷鍍技術(shù)成功地對橡膠層壓機頭板的大尺寸階梯形孔尺寸進(jìn)行了修復(fù)。[3]沈陽一公司 利用電刷鍍技術(shù)僅用3天時間就 修好了一大型離心機機座，使軸承孔恢復(fù)了原來的幾何形狀和尺寸精度，保證了生產(chǎn)的正常運行。
綜上所述，電刷鍍技術(shù)制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(yōu)良的使用性能。電刷鍍技術(shù)已在電力、交通、煤礦等民用工業(yè)領(lǐng)域以及重要軍事裝備關(guān)鍵零件的修復(fù)中得到廣泛的應(yīng)用。但在比較惡劣的工況條件下，特別是在由于受較大的交變應(yīng)力和熱應(yīng)力作用而易產(chǎn)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復(fù)合電刷鍍層的發(fā)展
科技水平的提高和工業(yè)的發(fā)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(xiàn)實的需要，人們通過疊加具有不同性能的多層鍍層來獲得具有更理想性能的復(fù)合鍍層，即層狀復(fù)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，并均勻地彌散在鍍層中，形成彌散復(fù)合鍍層，即復(fù)合電刷鍍層，從而提高原有金屬鍍層的性能。復(fù)合電刷鍍技術(shù)的基本原理和普通電刷鍍技術(shù)的基本原理相同，都是利用金屬離子的陰極還原反應(yīng)來沉積鍍層。二者的主要區(qū)別在于：在復(fù)合電刷鍍技術(shù)中，不溶性固體微粒被加入到鍍液中，形成均勻懸浮的復(fù)合鍍液;這些不溶性微粒通過電化學(xué)的、力學(xué)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復(fù)合鍍層。
2.2.1鎳基復(fù)合電刷鍍層的研究
用于耐磨領(lǐng)域的鎳基復(fù)合鍍層中，加入的硬質(zhì)顆粒主要有金剛石、SIC和ZrO等。復(fù)合鍍層中的固體顆粒對于鍍層晶粒生長具有明顯的細(xì)化作用，同時鍍層中的多層結(jié)構(gòu)有利于晶體生長時的多次形核，并阻斷了晶粒的合并長大。因此，雖然復(fù)合鍍層與鎳鍍層的共同特征是表面結(jié)晶晶粒都呈蘑菇狀(或菜花頭狀)的生長形狀，但復(fù)合鍍層表面結(jié)晶晶粒較鎳鍍層要細(xì)小均勻，鍍層的硬度有一定程度的提高。在一定工藝條件下，復(fù)合鍍層組織致密，硬質(zhì)微粒呈彌散分布，與基質(zhì)金屬結(jié)合緊密，硬度較高。復(fù)合鍍層在熱處理過程中出現(xiàn)再強化，硬度明顯高于普通鎳鍍層。因此，含有硬質(zhì)顆粒的復(fù)合鍍層具有優(yōu)良的耐磨性。在磨損過程中，復(fù)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、終止磨痕擴展等作用，從而提高復(fù)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。復(fù)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(yán)重的粘附現(xiàn)象，因而單一鍍層摩擦系數(shù)較大，耐磨性較差。[4]
2.2.2多元合金復(fù)合鍍層的研究
多元合金復(fù)合鍍層的基質(zhì)金屬主要有Ni―CO―W、Ni―Co―P及Ni―Cu―P等，主要用于耐磨和減摩兩個方面。董允等在Ni―W―CO合金電刷鍍液中添加分析純、粒度小于300目的Sic顆粒，采用電刷鍍技術(shù)制得了Ni―W―CO基復(fù)合電刷鍍層。適當(dāng)提高沉積電壓可促進(jìn)顆粒沉積。復(fù)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(dá)70%以上，耐磨性較Ni―W―CO合金提高3倍。將復(fù)合電刷鍍技術(shù)作為一種強化手段應(yīng)用于模具的表面處理，結(jié)果表明：在Ni―Co―P基合金鍍液中加入粒度為10的zroZ顆粒后，所得復(fù)合鍍層的顯微硬度達(dá)到750HV，進(jìn)行中溫回火后，復(fù)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性能也在復(fù)合電刷鍍層中得到應(yīng)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?；駻12偽顆粒。研究結(jié)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(jìn)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(jìn)顆粒的沉積，使復(fù)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(jié)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，所得復(fù)合鍍層具有較高的結(jié)合強度和優(yōu)良的使用性能。綜上所述，將硬質(zhì)納米顆粒添加到電鍍液或化學(xué)鍍液中，可以獲得組織細(xì)化，硬度較高，具有優(yōu)良摩擦磨損性能和使用性能的納米顆粒復(fù)合鍍層。但顆粒在這些復(fù)合鍍層中的含量較高，加之一些團(tuán)聚顆粒容易進(jìn)入鍍層內(nèi)，使復(fù)合鍍層中納米顆粒與基質(zhì)結(jié)合不牢，呈現(xiàn)一定程度的脆性造成鍍層性能不穩(wěn)定，在一定程度上影響了它們的推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]戴洪斌，文建波 電刷鍍修復(fù)WG―1800型離心機機座軸承孔 沈陽化工，1994，2：50―53.
[2]祝耀坤 電刷鍍技術(shù)及在我省電力生產(chǎn)中的應(yīng)用，浙江電力，1994，1：55―58.
[3]董大軍 電刷鍍在交通運輸業(yè)中的應(yīng)用研究 西安公路交通大學(xué)學(xué)報，1997，17(3)：97―100.
[4]祖立新，葛秀云，應(yīng)用電刷技術(shù)修復(fù)單體支柱油缸內(nèi)部腐蝕工藝，煤礦自動化1996，2：62―64.
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