電刷鍍技術(shù)論文
電刷鍍技術(shù)論文
電刷鍍?cè)趪?guó)內(nèi)又名快速電鍍、涂鍍、快速筆涂電鍍及無(wú)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(jiǎn)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(qiáng)度高，而且操作簡(jiǎn)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(zhuān)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(yáng)極材料，外包棉花和滌棉套。在適當(dāng)?shù)膲毫ο?，浸滿(mǎn)鍍液的鍍筆以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在工件表面上移動(dòng)，鍍液中的金屬陽(yáng)離子在鍍筆與工件之間接觸的部位，在電場(chǎng)力的作用下擴(kuò)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(jiǎn)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(qiáng)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(guò)程中保持混合潤(rùn)滑機(jī)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(qiáng)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(guò)程中W原子會(huì)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(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)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(huì)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(duì)橡膠層壓機(jī)頭板的大尺寸階梯形孔尺寸進(jìn)行了修復(fù)。[3]沈陽(yáng)一公司 利用電刷鍍技術(shù)僅用3天時(shí)間就 修好了一大型離心機(jī)機(jī)座，使軸承孔恢復(fù)了原來(lái)的幾何形狀和尺寸精度，保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)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(duì)零件的強(qiáng)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(duì)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(mǎn)足現(xiàn)實(shí)的需要，人們通過(guò)疊加具有不同性能的多層鍍層來(lái)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(lái)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(guò)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(qiáng)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(duì)于鍍層晶粒生長(zhǎng)具有明顯的細(xì)化作用，同時(shí)鍍層中的多層結(jié)構(gòu)有利于晶體生長(zhǎng)時(shí)的多次形核，并阻斷了晶粒的合并長(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)程中出現(xiàn)再?gòu)?qiáng)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(guò)程中，復(fù)合電刷鍍層中的固體顆?？善鸬街С休d荷、抵抗塑性變形、阻礙磨料運(yùn)動(dòng)、終止磨痕擴(kuò)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(gè)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(qiáng)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(shí)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(shí)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(yǔ)
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(qiáng)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(jī)機(jī)座軸承孔 沈陽(yáng)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?cè)诮煌ㄟ\(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用研究 西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，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(dòng)化1996，2：62―64.
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