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离心泵零件的修复电镀(2010/10/12 09:54)电镀是利用电解的方法,使电解液中的金属离子还原成金属原子,并淤积在零件表面上形成金属镀层的一种技术。利用这种技术可获得具备一定机能、满足某些工程需要的各类金属镀层。
在机械装备的维修领域中作为一种修复技术,通常用于修复磨损失效的机械零件和提高零件工作表面的抗磨性和防腐蚀性,和其他用途。因此,电镀是修复机械零件的一种实用技术。5.5.1电刷镀电刷镀是在镀槽电镀基础上发展起来的新技术。在国外,20百年40年代以后,随着刷镀电源、镀液和刷镀器具的研究制造成功和不断革新刷镀技术,其应用范围逐渐扩大,并成为机械装备维修领域的一项新的修复技术。20百年80年代初,我国有社团地研发和推广应用刷镀技术,并获得迅速发展,成为"七五"期间重点推广的新技术之一。近几年来推广和应用刷镀技术的实践表白,这项新技术不需镀槽,装备简单,工艺灵活,镀液种类多,淤积速率高,特别适于在现场实行刷镀,经济效益显著,具备广阔的发展前景。今朝,已在我国国民经济的许多工业和交通部门获得实际应用,创造了良好的经济效益。(1)电刷镀技术的基来源根基理由图5-23可以看出,电刷镀技术接纳一专用的直流电源装备,电源的正极接镀笔,作为刷镀时的阳极,电源的负极接工件,作为刷镀时的负极。镀笔通常接纳高纯细青灰块作阳极质料,青灰块外面包裹上棉花和耐磨的涤絮了棉花的套子。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上移动,并保持适当的压力。这样在镀笔与工件接触的那些部位,镀液中的金属离子在电场力的作用下扩散到工件表面,在表面获得电子被还原成金属原子,这些金属原子淤积结晶就形成了镀层。随着刷镀的时间增长,镀层增厚。电刷镀技术的基来源根基理可以用下式表示Mn++ne-M式中Mn+-金属正离子;n-该金属的化合价数;e-电子;M-金属原子。(2)电刷镀技术的独特的地方电刷镀技术的基来源根基理与槽镀相同,但它却有着区别于槽镀的许多独特的地方。①装备独特的地方电刷镀装备多为便携式或可移动式,体积小、重量轻,便于拿到现场使用或进行野外抢修。不需要镀槽,也不需要挂具,装备数量大大减少,占用场地少,装备对场地设施的要求大大降低。一套装备可以完成多种镀层的刷镀。镀笔(阳极)质料主要接纳高纯细青灰,是不溶性阳极。青灰的形状可根据需要制成各类样式,以适应被镀工件表面形状为好。刷镀某些镀液时,也可以接纳金属质料作阳极。装备的用电量、用水量比槽镀少得多,可以节约能源。②镀液独特的地方电刷镀溶液大多数是金属有机络合物水溶液,络合物在水中有相当大的溶解度,并且有很好的稳定性。因而镀液中金属离子含量通常比槽镀高几倍到几十倍。不同镀液有不同的颜色,透明清晰,没有浑浊或沉淀现象,便于辨别。机能稳定,能在较宽的电流密度和温度范围内使用,使用过程当中不必调解金属离子浓度。不燃、不爆、无毒性,大多数镀液接近中性,腐蚀性小,因而能保证手工操作的安全,也便于运输和储存。除金、银等个别镀液外均不接纳有毒的络合剂和添加剂。镀液固化技术和固体系体例剂的研究制造成功,给镀液的运输、保管带来了极大的利便。③工艺独特的地方电刷镀区别于电镀(槽镀)的最大工艺独特的地方是镀笔与工件必须保持一定的相对运动速度。正是由于这一独特的地方,带来了电刷镀一系列优点。由于镀笔与工件有相对运动,散热条件好,在使用大电流密度刷镀时,不易使工件过热。其镀层的形成是一个断续结晶过程,镀液中的金属离子只是在镀笔与工件接触的那些部位放电还原结晶。镀笔的移动限制了晶粒的长大和排列,因而镀层中存在大量的超细晶粒和高密度的位错,这是镀层强化的重要缘故原由。镀液能随镀笔实时供送到工件表面,大大缩短了金属离子扩散过程,不易产生金属离子贫乏现象。加上镀液中金属离子含量高,允许使用比槽镀大得多的电流密度,因而镀层的淤积速度快。.使用手工操作,利便灵活,尤其对庞大型面,凡是镀笔能触及到的处所均可镀上,非常适用于大装备的不解体现场补缀。(3)主要参数①电镀时间t(h)按下式计较:T=1000pd/(JCη)(5-2)式中P-镀层金属的密度,g/cm3;d-镀层厚度,mm;J-电流密度,A/mm2;C-电化当量,g/(A·h);η-电流效率,镀铬为1 3%~l8%,镀铁为80%"-90%,镀铜为70%~95%。②定见淤积量(g)由法拉第定律求得:M=CIt(5-3)式中I=电流,A。③实际淤积量M7:M'=CItη(5-4)④淤积速度"(ram/h)系指单元时间内镀层厚度。u=d/t(5-5)式中d-电镀层厚度,mm。(4)工艺过程①镀前筹办好电源、镀液和镀笔对工件表面进行预加工,去除毛刺和疲劳层,并获得正确的几何形状和较低的表面光洁度(Ra32μm以下)。当修补划伤和凹坑等缺陷时,还需进行修整和扩宽。对油污严重的工件,应预先进行全面除油。对锈蚀严重的工件还应进行除锈。②电净处理它是对工件欲镀表面及其邻近部位用电净液进行精除油。电净时,工作电压为4-20V,阴阳极相对运动速度为8~18m/min,时间30~60s。电净后,用清水将工件冲洗干净。电净的标准是水膜均摊。③活化处理它是用活化液对工件表面进行处理,以去除氧化膜和其他污物,使金属表面活化,提高镀层与基体的联合强度。活化时间60s左右,活化后用清水将工件冲洗干净。不同的金属质料需选用不同的活化液及其工艺参数。活化的标准是达到指定的颜色。④镀底层在刷镀工作层前,首先刷镀很薄一层(1~5ttm)特殊镍、碱铜或低氢脆镉作底层,提高镀层与基体的联合强度,制止某些酸性镀液对基体金属的腐蚀。⑤刷镀工作层它是最终镀层,应满足工件表面的力学、物理和化学机能要求。为保证镀层质量,需合理地进行镀层预设,正确选定镀层的结构和每种镀层的厚度。当镀层厚度较大时,通常选用两种或两种以上镀液,分层交替刷镀,得到复合镀层,这样既可迅速增补尺寸,又可减少镀层内部策应力,保证镀层质量。如有不合格镀层部分可用退镀液去除,从头操作,冲洗、磨、再电净和活化。⑥镀后处理刷镀后工件用温水彻底洗濯、擦干、检查质量和尺寸,需要时送机械加工。剩余镀液过滤后分别存放,阳极、包套拆下洗濯、晾干、分别存放,下次对号使用。影响刷镀质量的主要因素有工作电压、电流、阴阳极相对速度、镀液和工件温度、被镀表面的湿润状况和镀液的清洁度等。(5)刷镀技术的应用范围①修复机械零件的滑动摩擦表面因一般的机械磨损而损失的尺寸和几何形状。②修补零件表面的划伤、凹坑、斑蚀等缺陷。③补偿或恢复零件加工超差而损失的尺寸。④在零件或构件上刷镀某些金属镀层,改善或提高表面的抗磨、防腐蚀、耐高温氧化等机能,和改善零件表面的、防渗碳、渗氮等冶金机能。⑤在铝、铁和某些难以获得联合良好的电镀层的零件上刷镀某种镀层作为底层,然后再进行电镀,可提高镀层的联合机能。⑥对文物和首饰进行维修或装饰。5.5.2镀铬镀铬层具备抗磨、减摩、防腐等优好机会能,因此在相当大的程度上能改善修复零件的质量,特别是提高表面耐磨性。(1)镀铬的基来源根基理和独特的地方镀铬的电解液是以铬酸(铬溶解于水)为基本成分、以硫酸为不成缺少的添加剂所组成。其用量由铬酸和硫酸之比值来确定。使用铅或铅镍合金作阳极,这种阳极在镀铬过程当中不溶解,归属不溶性阳极。镀铬需在电解液温度的一定范围内进行,温度凹凸对镀层机能影响很显著。当在镀铬镀槽中,不溶性阳极接于直流电源正极,镀件接于负极,接通直流电后,两电极发生下面所开列反应:可是,以上电极反应并不能真正说明镀铬的机理问题。因为从纯铬酸中并不能产生铬的淤积析出,需要有外来硫酸根阴离子S02-的存在。反应式看不到硫酸根阴离子S02-4的存在与作用。关于硫酸根阴离子S02-的作用,有多种假说。其中有一种解释如次:当铬酸电解液中无硫酸根阴离子S02-存在时,由于在负极上存在式的反应,氢离子被消耗,致使在负极区的电解液趋于碱性,电解液中的氧化铬会在负极上形成带正电荷的碱式铬酸铬膜[Cr(OH)3 Cr(OH)Cr04+。这种膜只能透过氢离子,不能透过Cr2 04一离子,故不能使铬电化学还原。可是,当铬酸中加入硫酸根阴离子soi一时,其会同氧化铬发生反应,生成庞大的硫酸铬阳离子I-Ora O(S04)a(H2 0)a]2十,它可以到达负极,把负极表面上早先形成的碱性铬酸铬溶解掉,为铬离子在负极上还原创造了条件。所以,在电解液中有硫酸根阴离子S02-存在,则同时存在着碱式铬酸铬膜的生成和庞大硫酸铬阳离子的生成。若碱式铬酸铬膜的生成与溶解达到动均衡,则铬离子的还原析出最有帮助,电流效率较高。因而在铬酸电解液中必须同时有硫酸根离子soX一和三价铬的存在,而且两者应保持最佳的比例。(2)镀铬层的应用范围①用于修复尺寸和强化表面例如用于修复磨损失效的机械零件,补偿磨损失去的尺寸。可是,补偿尺寸不宜过大,通常镀铬层厚度控制在0.3mm以内为好。镀铬层硬度高,耐磨性和耐热性好,可用于强化摩擦表面,提高耐磨性。内燃机活塞环镀铬可以为是这种应用的典型例子。②用于装饰和防护表面许多制品表面广泛镀铬,既可装饰又可防腐蚀。此时光明镀铬层的厚度通常很小(几微米)。可是,钢铁件镀防腐装饰性铬之前应先镀铜或银作底层。③其他用途例如,在分子化合物塑料和橡胶制品的压模上镀铬,改善模具的脱模机能等。必须指出,由于镀铬电解液是强酸,其蒸气毒性大,对环境会造成污染,使得镀铬的应用受到严格的限制,或者需设置环保设施。(3)镀铬工艺在镀槽内镀铬,其工艺过程由镀前筹办、下槽施镀和镀后处理三个阶段组成。①镀前筹办.a.工件待镀表面的整形机械加工,恢复表面的几何形状,使铬层均匀;消除表面缺陷并获得须要的光洁度。b.消除工件待镀表面及附近的污秽,除锈,清洁净化表面。c.除去工件待镀表面的油脂。可用有机溶剂洗濯,电化学除油,当零件批量大时可用超引起听觉的振动波除油。d.不镀表面的绝缘和装上挂具。e.待镀表面弱腐蚀,除去表面上的氧化膜,使表面显露出纯净的金属层,为获得与基体联合良好的镀层创造条件。弱腐蚀通常将零件挂放入镀槽,并接成阳极,接通直流电源落伍行阳极腐蚀处理。阳极腐蚀时间30-50s,电流密度为正常镀铬时的1/3-1/2。②下槽施镀工件在镀槽内阳极腐蚀后,立即转接为负极(通过转换开关),进入正常镀铬。镀铬规范参数根据所需镀层种类和要求,按照镀铬规范选取。为了获得符合质量要求的镀铬层,在施镀阶段必须注重以下几点。a.正式施镀之前,工件放入镀液后应充分预热,以利于提高镀层与基体的联合强度。b.对含碳量高的钢件或铸铁件,镀铬时要用比正常镀高2-3倍的电流密度起镀,使在工件的基体金属上迅速淤积出一层铬,历时1~2min,然后将电流密度调解到正常值继续施镀。c.在镀槽内,工件施镀表面与阳极应保持正确的相互位置,消除或减弱边缘效应的影响,以便获得较为均匀的镀层。d.为维持Cr3+的正常含量,阳极面积与负极面积之比应保持在15:1。e.保持电镀规范稳定,特别是电解液温度要严格控制在±2℃范围内。f.应只管即便制止在电镀过程当中停电。若因故发生停电,在继续施镀之前,应将镀铬层放在10%~15%稀硫酸中腐蚀几分钟,以除去氧化膜,或将镀铬层放在纯铬酸(无S02-)中,用20-25A/mmz电流密度进行负极(镀件接为负极)活化处理,以保证后续镀铬层与先前镀铬层联合良好。③镀后处理施镀至规定的时间,将镀件从镀槽中掏出,冲洗零件及挂具沾留的镀铬液后,进行镀层质量检查。丈量镀层的厚度和均匀性;不雅察镀层表面状态及色泽。如果镀层厚度不合要求,可从头补镀。如果镀层有起泡、剥落、色泽不符合要求等缺陷时,应在退除铬层后从头镀铬。退除不合格铬层可用10%盐酸化学溶解,也可用阳极腐蚀去除。如果镀层厚度符合要求,无其他缺陷,把镀件从挂具上拆下,除去绝缘物后,冲洗并晾干或烘干。考虑到镀件在镀铬时镀铬层中含有氢,会使镀层脆性增大,对要求较高的镀件,应进行除氢处理。为此,将镀件放在烘箱中加热至200-230℃,保持2~3h。最后根据镀层尺寸、几何形状和光洁度要求,进行切削加工,须要时进行抛光。镀铬工艺的最大缺点是电流效率低,淤积速率低(0.O1~0.015mm/h),污染环境。因此,提高镀铬的电流效率和淤积速度是发展镀铬新工艺的主要研究方向之一。许多年来,不断在探索新式镀铬电解液(包括用铬盐代替铬酸,寻找新式添加剂等)和革新施镀方法(包括用镀液快速流动或喷流,和变极性电流镀铬)方方面面进行研究,并获得了一定进展。例如,用三价铬盐作为镀铬电解液,电流效率可达45%~50%;用快速流动镀液施镀,电流密度可提高到100A/mm2以上,大大提高镀铬的淤积速率。可是现还尚未投入普遍应用,有待于进一步研究。5.5.3低温镀铁镀铁始于20百年初。在研发应用的早期,镀铁电解液的温度都在90℃以上,这种镀铁工艺称为高温镀铁。所获得的镀层的硬度不高,韧性好,镀铁层与基体金属联合良好。可是,高温镀铁存在着电解液蒸发迅速带来的许多问题,成为推广应用的主要障碍之一。20百年60年代又研发研究了在50。C以下至室温的电解液中镀铁的新工艺,称为低温镀铁。它取代了高温镀铁,成功地在机械装备零件的维修中得到应用。(1)低温镀铁的基来源根基理低温镀铁是在以氯化亚铁(FeCl2.5H2O)为主盐、加入适量盐酸的单盐电解液中进行的。镀铁时,镀件接直流电源的负极,可溶性的低碳钢[叫(C)在0.1%以下]接直流电源的阳极,镀槽通直流电流后,在两个电极上发生以下电化学反应。在负极上有铁的还原和淤积,同时析出氢气。在正常理况下,无其他负反应,故负极电流效率高阳极反合时,低碳钢阳极不断溶解,以补充负极还原反合时消耗的Fez+离子。这个之外,有氧气析出,也有可能产生Fe3+。Cl一离子还原电位远高于FeZ+和OH一,不易被还原析出。要获得有实用价值的镀铁层,只有在纯氯化亚铁电解液中才有可能。可是,纯氯化亚铁电解液氧化倾向大,从负极区反应可知,当电解开始后,负极区消耗了H+,pH值随之升高,当pH为2.41(20℃)时,Fe2+便开始发生下面所开列水解作用:F水解后的产物Fe(OH)z溶解度很小(7×10-4克分子/L),呈棕红色絮状沉淀,是一种带正电的胶体,性质不稳定,易继续氧化:4Fe(OH)2+2Hz O+Oz_4Fe(OH)30氧化后生成的Fe(OH)s也是带正电的胶体,分散在电解液里,使镀液浑浊,呈黄绿色或棕黄色。该胶体易被吸附到负极表面上,并被夹带人镀铁淤积物中,形成联合不良、呈脆性的粗糙镀铁层,不能应用。为了防止在镀铁过程当中及镀液保存过程当中二价铁离子发没烧开过的水解作用,必须经常向电解液添加适量的盐酸,保持镀液pH值在0.5"---2.0范围内。(2)镀铁层的应用范围根据镀铁层的机能,镀铁主要用于修复在有润滑的一般机械磨损条件下工作的动共同件的磨损表面和静共同件磨损表面,以恢复尺寸;也可用于补救零件加工尺寸的超差。当磨损量较大又需耐腐蚀时,可用镀铁层作底层或中问层补偿磨损的尺寸,然后再镀防腐蚀性好的镀层。在机械装备上,可用镀铁修复的零件品种较多,实践表白其修复效果较好。如果社团批量修复,经济效果更佳。(3)低温镀铁工艺低温镀铁工艺必须解决镀层与基体金属的联合强度问题,其关键在于起镀工艺。根据起镀工艺要求,有不对称交流一直流镀铁和直流镀铁两种工艺。①镀铁电解液配制镀铁电解液可用含杂质少的低碳钢切屑或铁板溶解于盐酸中进行配制,也可用工业纯氧化亚铁与盐酸直接进行配制。可是,前一配制方法不甚利便,后一配制方法成本较高。在生产中通常是用还原三氯化铁的方法进行配制。配制时,将三氯化铁按配制镀液浓度的1.1倍溶解于蒸馏水中。按10-159/L的比例加人盐酸,使溶液的pH值为0.5,然后通直流电处理,使溶液中的Fes+还原为Fe2+。处理时,用低碳钢板作阳极和负极极板,阳极板置于耐酸的布套内。阳极面积与负极面积之比为(2~3):1,处理的规范为电流密度6~10A/ram2,溶液温度为室温,pH值为0.1~1.0。当溶液由棕色变成黑棕色,最后变成草绿色,清亮透明且负极板上淤积物全部被大的光明球状镀层覆盖时,表白溶液已处理好。在处理过程当中应添加盐酸,保持溶液的pH值。同时每隔一定时间刷洗阳极板,除去在阳极板表面上的阳极泥,并洗濯阳极套。镀液处理后,应仔细过滤,除去其中的杂质。在镀液中要防止硫酸、铬、铜、锡等有害物质混入。镀液处理后经过过滤,调解好pH值,便可投入正常使用。如果暂不使用,应采纳防止二价铁(Fe2+)氧化成三价铁(Fe3+)的措施。例如,向镀液中加入碘化钾、抗坏血酸等抗氧化剂;也可以把低碳钢阳极板保留在镀液中,定期添加盐酸,只管即便减少镀液与空气的接触表面积。尽管如此,长期存放或停镀较久的镀液,在从头使用之前,均应再通电处理。②镀铁工艺过程a.镀前零件表面的筹办在于为获得符合质量要求的镀层创造须要的条件,它由以下工序组成:零件的除油、除锈;镀前机械加工整形和获得须要的表面光洁度(Ra0.8ptm);装挂具和绝缘不镀表面,根据零件结构和待镀表面选择响应挂具,为使镀层均匀,须要时应接纳保护负极,零件浸入电解液中的不镀表面应用耐酸、碱,能在50~60。C温度下使用,不导电、不污染电解液的绝缘质料屏蔽和绝缘,一般常用聚乙烯分子化合物塑料带或薄膜绑扎,也可用涂硝酸纤维素漆、浸涂可剥性分子化合物塑料溶液等方法;再次洗濯除油。b.待镀表面电化学处理的目的是除去待镀表面上的自然氧化物,造成一定的表面光洁度,形成密致的钝化膜,保护待镀表面不受氧化。电化学处理是在30%硫酸溶液中进行。零件接阳极,铝板接负极。负极面积为阳极面积的4-8倍。通直流电流后,产生阳极刻蚀。根据零件材质及表面处理情况的不同,阳极刻蚀规范也不同。对未淬火钢件、铸铁件,用20-60A/mm2的电流密度,刻蚀2-3min。对淬火钢和合金钢等零件,由于表面应力较大,接纳双规范阳极刻蚀;先用8'--"10A/ram2电流密度刻蚀8~10min,保证原表面上氧化膜充分溶解,显露出纯净金属,然后再用60~70A/mm2电流密度刻蚀0.5~1.0min,以形成稳定的钝化膜。刻蚀良好的表面无光泽,碳钢呈浅灰色色,合金钢为银白色,铸铁呈暗灰色。这个之外,还可用15%-30%的盐酸化学腐蚀2~3min(须要时用50%盐酸溶液腐蚀)进行化学处理。c.零件在镀液中浸蚀阳极刻蚀后,将零件待镀表面浸入镀铁溶液中,不通电流,利用镀液中的盐酸将阳极刻蚀时形成的钝化膜溶解,达到活化,这是接纳阳极刻蚀工序在起镀前必须紧接着进行的一个工序。浸蚀时间取决于镀液pH值和温度。当镀液温度高,pH值低时,浸蚀时间可短些。通常浸蚀时间1-2min。零件起镀前,k!i,-1以用对称交流活化,即在起镀前,在镀铁槽液内用电流密度为10A/mm2的对称交流电流活化4~8min。交流电流活化时,当零件处于阳极的瞬间,原先被盐酸腐蚀后微不雅凸起部分的金属受到溶解,起到平整表面作用。同时,由于接纳低电流密度,在零件处于负极的瞬间被析出的氢气冲刷,除去在处于阳极瞬间溶解时残留的腐蚀产物,使纯净金属表面露出,达到活化。d.起镀与过渡镀零件待镀表面经过浸蚀或交流电活化然后,应立即起镀和过渡镀。这是低温镀铁工艺中影响镀铁层与基体金属联合强度的关键工序之一。为了获得联合强度满意的镀层,该当想法使与基体金生肖邻接的镀层应力小,韧性好;同时,在转入正常镀之前,该当有一个过度过程,使镀层应力从最底层起随厚度增大逐渐增加,防止镀层内部策应力突增,这是设置起镀与过渡镀的根据。用不对称交流起镀与过渡镀。起镀前,把电解液的温度升高到30。C以上,电流不对称比口-1.3,并使有效的淤积电流密度(DE-D。一D。)为2.1A/mm2,调解电流,使起镀时正半波电流密度D。一9.1A/mm2,负半波电流密度D。一7A/mm2,时间3 5min。然后逐渐增大p值,在10~15min内进行过渡镀,最后转为直流,按选定的电流密度进行正常电镀。用不对称交流起镀的作用是:由于有效电流密度小,在负极时刻形成的氢气,-排出,内部策应力减小,而且由于浓差极化小,有帮助于晶粒长大,韧性好;在阳极时刻,原晶粒停止生长,原子有充分排列时间,使镀层完备缺陷减少,内部策应力减小,而且,在阳极时刻,原已淤积形成的镀层的凸起部分受到溶解,既使镀层平整,又使晶体较均匀。这些都为取得内部策应力小、韧性好的头几层镀层创造了良好条件。用直流镀铁的起镀与过渡镀。当用普通直流电源时,由于电源没有产生不对称波形的功效,在这种情况下,为获得良好的联合强度,设置起镀与过渡镀更为须要。直流起镀时,起镀电流应选得更小(0.5-1.5A/mma),起镀持续时间长些(5-7min),起镀时电解液温度在30℃以上。过渡镀时,过渡镀时间放长些(15"--25min),过渡时电流密度提高应平缓些。许多生产单元的经验表白,用直流电源通过设置起镀与过渡镀同样能获得联合强度满意的镀铁层。e.正常直流镀岂论用何种方法起镀与过渡镀,当结束过渡镀后都转入正常电镀,以保证。凶耍的淤积涑率、电流效率和镀层的机能。接纳的电镀规范取决于对镀铁层机能等的要求。常用的规范是:FeCl2.4H2 0(400±50)9/L;HCl 0.8~1.29/L;pH 0.8~13;电流密度15-20A/mm2。在镀铁过程当中,保持电解液的清洁和pH值和使阳极面积比负极面积大l~2倍是很重要的。同时,由于从镀件表面筹办到正常施镀,经过的工序和环节较多,许多工序和环节又多数是手工操作,因此必须认真进行,否则其中某一工序的差错或疏忽都可能引起电镀因质量不佳而失败。f.镀后的质量检查和处理。电镀至规定时间,掏出镀件冲洗后,可放入l0%氢氧化钠或者碳酸钠溶液进行洗涤,中和残留的镀液,并造成钝化膜防止生锈。也可用电石浆刷洗中和。最后应通过不雅察查看镀层色泽,有无起皮、针孔、缺镀等,还需测定镀层厚度,须要时应测定镀层硬度等。当镀层质量合格后,可根据需要和技术条件的要求进行机械加工(切削)。5.5.4复合电镀复合电镀是在电镀溶液中加入某些化学惰性的固态微粒,并使其在溶液中呈悬浮分散状态,在电镀时固态微粒与金属共淤积,形成具备某些独特机能电镀层的一种电镀技术。据已有的研究以为,在电解液中固态微粒表面吸附了金属离子,在机械搅拌作用下,固态微粒迁移至负极表面。由于电化学和物理的吸附作用,固态微粒附着于负极表面上,如果这种附着是稳固的,固态微粒在流动的电解液冲刷和后来的微粒的碰撞等作用下不会产生位移或者从头返回到电解液中去,则当溶液中的金属离子不断被电化学还原成金属原子淤积在负极表面的过程当中,固态微粒将会被嵌埋在金属层中直至完全被包容,形成金属镀层中弥散分布着固态微粒的复合镀层,因此,复合镀层是在电解过程当中固态微粒同金属原子共淤积形成的。据对镀层的不雅察与分析可知,当加入镀液中的固态微粒是导电的,共淤积时,金属原子同时在微粒的表面上和负极基体表面淤积,此时,微粒很容易包容产生共淤积;如果加入镀液中的微粒是非导电的,金属离子不能在微粒表面上还原成原子并淤积,而只能在微粒与负极接触处的四周的基体金属表面上还原成原子并淤积,在这种情况下,只有当从基体金属表面淤积的镀层增厚至足以将微粒可靠地嵌埋住时,能形成微粒与金属原子的共淤积。固态微粒并不是在所有的电解液中都产生微粒与金属原子的共淤积,可是,当向那些不产生微粒共淤积的电解液中加入一定量的某些一价阳离子时,则可以产生微粒的共淤积。由于微粒与金属原子的共淤积受到一系列因素的影响,而且对共淤积过程的各类庞大现象研究得还很不够,因此,复合电镀的机理尚未有统一的见解。根据复合镀层中固体微粒的种类和性质,可镀得:弥散强化复合镀层;自润性减摩复合镀层;用高分子聚合物粉末共淤积的复合镀层。复合镀层的特定机能与镀层中微粒种类、性质、含量及粒子的实际分布关于,可通过复合电镀工艺控制。复合电镀技术已有多种应用,最早是用于船阶梯的防滑和制作锉削工具。后来在机械制造业中开始用于机械零件表面的强化,提高耐磨性。例如,l 966年德国成功地使成为事实了Ni-SiC复合电镀的工业化生产,在转子发动机摆线型面罩上(铝合金)镀上300~350tLm的复合镀层,硬度高达600HV,耐磨性相当好。英国一家公司研发利用钴基复合镀C0-Cr3C2复合镀层,具备抗高温磨损机能,温度高于400℃,仍有优异的耐磨性。利用有自润性的固体微粒于镀镍电解液中,可镀得有自润性的镍镀层。例如,Ni一(CF)复合镀层不仅自身的磨损显著降低,而且大大减少了摩擦配副件的磨损,在轻负荷的滑动零部件上可望获得应用。Ni-MoS2也有同样效果,可在真空条件下工作的轴承上获得应用。复合电镀工艺与常规槽镀类同,所不同的主要在于复合电解液的制备及电刷规范方面。有些固体微粒表面目面貌易被电解液润湿,在机械搅拌作用下,固体微粒易均匀悬浮于电解液中,有些固体微粒,像MoS2,其表面不易被润湿。对这类微粒,应预先用表面润湿剂润湿,然后再加到镀液中去,通过搅拌,使其悬浮于镀液中。因为复合镀层的机能与质量受到金属镀层部分的机能和微粒在金属镀层中的含量与弥散分布情况的同时影响,是这两者综合的结果,因此,复合电镀的工艺参数多于一般槽镀,除了一般槽镀的工艺参数之外,还有微粒的种类与性质、粒度、含量。这个之外,悬浮固体微粒的电解液的流动方向和速度对微粒在镀层中的含量与分布也有一定的影响。所以,通过选择和控制复合电镀工艺参数,既可以保证复合镀层的质量,也可以调解复合镀层的机能。
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