紫銅基體上組合電刷鍍厚鎳層的工藝

發布時間：2018-10-10 15:55

摘要： 研究了快速鎳、低應力鎳刷鍍時間對紫銅表面鎳鍍層的厚度、顯微硬度及結合強度的影響。單層快速鎳及單層低應力鎳較適宜的刷鍍時間為 15 ~ 20 min。采用 15 min 快速鎳與 15 min低應力鎳交替組合刷鍍鎳，所得鎳鍍層的厚度、顯微硬度及耐淬火次數分別達 50 μm、 400 HV 及 46 次，鍍層組織清晰而均勻，鍍層與鍍層之間、鍍層與基體之間結合良好，符合理想厚鎳鍍層的性能要求。
關鍵詞： 紫銅；電刷鍍鎳；厚度；顯微硬度；結合力
在工業生產中，常用電鍍、化學鍍的方法獲得鎳鍍層。與電刷鍍相比，電鍍、化學鍍的沉積速率較慢。化學鍍鎳層若厚度大于 20 μm，與基體的結合強度降低，易開裂。在相同時間內，電鍍層的厚度也達不到收稿日期： 2011–08–15 修回日期： 2011–09–02作者簡介： 廖磊（1986–），男，四川德陽人，在讀碩士研究生，主要研究方向為材料現代表面工程技術。通信作者： 劉錦云，教授， (E-mail) liujyun@163.com。電刷鍍層的厚度。純銅有很好的導熱、導電性能，在冶金工業中常用作連鑄結晶器、高爐熱風噴嘴等零部件，但其硬度低、耐磨性差、壽命短。在銅基體上鍍覆鎳層，將大大提高這些零部件的使用壽命。因此，研究在銅基體上刷鍍鎳鍍層的工藝有著重要的意義。低應力鎳鍍層致密且具有壓應力或較小的拉應力；快速鎳沉積速率快，鍍層致密、顏色均勻，適用于在各種材料上鍍尺寸層或工作層[1-2]。采用單層刷鍍工藝往往很難得到滿足尺寸要求的鍍層或所得鍍層性能不高。與單層刷鍍相比，多層組合刷鍍的工藝效果較佳，如快速鎳和低應力鎳作為夾心鍍層交替刷鍍時，可使低應力鎳鍍層的壓應力與快速鎳鍍層的拉應力相抵消，避免鍍層與鍍層之間以及鍍層內應力的“疊加”和“傳遞”，從而避免了鍍層以形成微裂紋的方式釋放應力[3]，使鍍層性能得到改善。本文以紫銅為基體，研究了刷鍍時間對單層鍍層及組合工藝對鍍層性能的影響，以獲得厚度大于 20 μm、硬度高于 300 HV 的理想厚鎳鍍層。
(1) 單層低應力鎳鍍層、單層快速鎳鍍層及組合刷鍍層皆隨刷鍍時間的延長而增厚，且均與基體結合良好。
(2) 采用交替刷鍍 15 min 低應力鎳和 15 min 快速鎳的方法，可在銅基體上獲得較為理想的鎳鍍層，厚度、顯微硬度及耐淬火次數分別達到 50 μm 和 400 HV、46 次，組織清晰而均勻，各鍍層之間、鍍層與基體之間結合良好。這一組合刷鍍技術可用以解決一次刷鍍或刷鍍單層鍍層厚度不能滿足工況條件的難題。