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液压缸活塞杆化学镀工艺的可行性研究

 

1.基本原理
化学沉积Ni-P合金与电镀不同之处在于:电镀是利用电能将金属阳离子还原成金属并沉积在阴极上,而化学镀是在无直流电源条件下,用化学还原方法使镍阳离子还原成金属镍并沉积在催化金属表面上。由于铁、镍等金属及合金都具有催化作用,因此上述合金材料都可直接沉积Ni-P合金,而且一旦开始后,由于镍的自身催化作用,这种氧化还原反应就会在镀件各处均匀地连续不断地进行下去,从而获得一定厚度的Ni-P合金镀层。当镀层含磷量较高,一般为8%一13.5%时,镀层结构为非晶态。这种结构不存在晶界、位错等组织缺陷,不会产生晶间腐蚀和应力腐蚀。为镀层提供了比电镀层好的耐蚀性。由于Ni-P合金镀层硬度较高,在沉积状态下,镀层硬度为500—650HV,400度热处理后为980—1100HV,所以它具有相当于或优于镀硬铬的耐磨性。
化学镀Ni-P合金镀层在工业中应用广泛,但在工程机械行业中应用比较少,作者尝试将化学镀技术应用于工程起重机的液压缸活塞杆,以替代镀硬铬,保证了液压缸的性能,取得满意的效果。
2.测试方法
(1)镀层厚度 通过金相法和量具测定。
(2)镀层成分 利用TN-5502能谱仪对镀层进行能谱分析,以确定其主要成份及百分含量。
(3)耐蚀性 应用快速硝酸法及孔隙率进行测定。
(4)形貌及断层 以S-570扫描电镜观察测定。
(5)镀层结构分析 采用D/NQ-Y13 X射线衍射仪测定。
(6)摩擦磨损试验利用M-200型试验机测定。
(7)结合力的检验分为定性检验和定量检验,通常采用定性检验。定性检验为:试板经化学镀Ni-P合金后,分别采用划痕法、弯曲法、锉刀锉及加热300℃急冷法,然后用目视方法检查镀层。定量检验采用剥离试验法:将T型试棒装入有机玻璃套内进行化学镀镍,应尽量镀厚些,镀后将试棒肩部车削掉,注意保留镀层。然后装在专用夹具上,在拉力试验机上对镀层做剥离试验。根据被测镀层与试棒的结合面积和剥离镀层所需拉力计算镀层结合力。
测试结果表明,镀层由微小颗粒组成,镀层致密、均匀,无明显孔隙,镀层与机体之间结合良好。镀层的X射线衍射曲线呈一馒头状波峰,该衍射峰向两侧缓慢降低,呈非晶态衍射特征,可以确定该镀层为非晶态结构。化学镀Ni—P镀层经划痕、弯曲、锉刀、急冷4种方法检测,结果良好,未发现有剥落、起皮等现象,加热急冷后无起泡现象。综上所述化学镀Ni—P合金镀层与镀硬铬相比具有硬度高、镀层均匀、孔隙率低、结合力好、耐磨抗蚀能力好、污染轻、废水易处理和成本低等优点,可以替代镀硬铬。