篇一：液压杆(油缸)电刷镀修复技术及其应用
液压杆（油缸）电刷镀修复技术及其应用
来源：本站原创 作者：费敬银 日期：2009年01月27日 访问次数：
费敬银，辛文利，王卫康
西北工业大学理学院应用化学系（710072）
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1．前言
工程机械常见的破坏形式主要包括摩擦副的磨损和局部破坏（拉伤、电击伤、压坑等）。对于磨损件的修复，传统的修复方法包括：机械加工修理法（如修理尺寸法、附加零件法、局部更换法等）、焊接修理法（堆焊、补焊、钎焊等）和电镀修理法（低温镀铁、镀铬）等。对于结构简单的零部件也可以采用热喷涂（热喷焊）修复技术。对于重要零部件的局部破坏（如液压杆、油缸的拉伤、电击伤、压坑等），采用上述维修方法常常是费工、费时、费料，甚至无法修复。
本文主要介绍一些局部破坏的修理方法，并详细说明每种方法的优缺点，以便从事工程机械维修的技术人员针对具体问题进行可靠维修。
2．焊修技术的优缺点
对于局部损伤，常用的焊修方法包括补焊、堆焊、钎焊等，每一种焊修方法都有其自身的特点和不足。
2．1补焊
焊接技术用于修复零部件的局部缺陷时称之为补焊。补焊的最大特点是施工简便、修复成本低、时间短。补焊时应根据材质的种类选用恰当的补焊材料和补焊工艺。对于普通碳素钢，应根据材质的碳当量（而不是含碳量）确定补焊方法。对于不锈钢、铸铁、铝及铝合金应的补焊应特别注意材质的性能和工件的使用环
境，做到基体问题具体分析，把握好焊前处理、施焊、焊后处理方法及施工参数。 既然补焊是焊接的一种特殊形式，在施焊过程中不可避免地会在焊修部位形成熔池（产生局部高温），从熔池到工件本体之间的不均匀加热必然造成焊区及热影响区产生热应力，导致焊修件变形、裂纹（如铸铁件、高碳钢件炸口等）、局部硬化、相组织变化、疲劳性能下降等缺陷。焊修过程中还会导致熔池及熔池附近产生气孔、相变、机械性能降低等问题。因此，用补焊方法修复局部缺陷，常常是一种不得已而为之的选择。
2．2钎焊
为了降低焊修时的施焊温度，人们使用熔点较低的焊料进行热熔焊——人们常称之为钎焊。补焊与钎焊的最大不同之处在于钎焊时在工件上不形成熔池，在钎焊过程中熔化的只是钎料（钎料的熔点较低），基体并未真正熔化，利用钎料熔化后的浸润作用粘附基体并在钎焊部位形成修复层。如果钎料、焊剂选择恰当，钎料与基体间的微扩散有助与提高钎焊层与基体间的结合强度。因此，与熔化焊相比，钎焊时工件的热影响小，零件很少变形，机械性能也不会受到太大的影响。目前，很多人采用钎焊——电刷镀复合修复技术修补压坑，具体方法是先钎焊锡－铋合金钎料（钎料熔点135～140℃），经刮研后再刷镀一层耐磨镀层，从而实现对压坑的修复。
钎焊的最大缺点是焊层软、强度低，当钎料或助焊剂选用不当时，钎焊层与基体结合不牢。为了提高钎焊层与基体的结合力，对于铸造缺陷、易在金属表面形成氧化膜的材料（不锈钢、铝及其合金），应在钎焊之前，先刷镀铜，然后再钎焊锡－铋合金。镀铜的作用就是为了改善基材的可钎焊性。
2．3冷焊修复技术之一（补片修复技术）
冷焊（补片）修复技术是利用电阻焊的原理开发出来的一种新型维修方法。当基体金属和补片金属之间有较高的接触电阻时，脉冲电源瞬间输出的大电流脉冲所
产生的电阻热将金属片与基体粘结在一起。在单位面积上产生的电脉冲越多，粘结点越多，金属片与基体的粘结强度越高。这就如同传统的纳鞋底一样，针线越密，纳出的鞋底越结实。由于补片时只是在电极接触部位出现瞬间高温，在补片过程中工件本身不会升温，因此热影响小。
补片修复技术的缺点是，当凹坑深度远高于金属片厚度时，需要多次修磨、多次补修，施工效率低下。因为补片是局部粘结，而不是整体焊接，所以金属片与基体间的结合强度不高，层间夹杂很多空隙。另外，由于补片层与基体之间无法形成一个完美的整体，所以对冷焊后的工件进行修磨时，在基体与补片部位之间不能形成平滑过渡。对于导电良好的基材（铜、铝等），由于其具有较低的表面接触电阻，无法用补片方法进行维修。
2．4冷焊修复技术之二（气体保护熔丝焊修复技术）
气体保护熔丝焊修复技术有时也称之为微弧冷焊修复技术，它是在传统氩弧焊基础上开发出来的一类新型焊修技术。设备的主要构成部分包括脉冲电源、保护气体（氩气等惰性气体）和用来填补缺陷的金属丝。利用焊枪产生的电弧（电弧温度一般在6000℃以上）将金属丝熔化，用保护气体（惰性气体）把熔化的金属液滴吹射到工件的局部缺陷处，从而填平工件表面的凹坑。与一般意义的气体保护焊技术不同，实施气体保护熔丝焊时被熔化的金属焊丝，不会在修复部位形成焊接熔池，所以在微弧冷焊的施工过程中，工件温升小，不会产生明显的热影响。气体保护熔丝焊技术的最大特点是焊层与基体结合牢固。
气体保护熔丝焊修复技术不足之处是生产效率低，焊层多孔，有微观缺陷，表面粗糙。一般采用对焊层修磨后再刷镀一层金属镀层的方法来提高表面光洁度。
2．4焊修技术的共性问题
实际焊修实践表明，用前面提到的焊修技术（软钎焊除外）修复镀铬液压支柱（油缸），在使用过程中经常出现两类质量问题。
（1）焊区局部硬化，很难修平，焊修部位与完好部位难以实现平滑过渡，使用中焊区凸起部位很容易刮伤油封，在短期内就会出现漏油现象。
（2）即使焊修部位与完好部位能够实现平滑过渡，尺寸精度也符合要求，当时检测不出修复质量问题。但是，由于修复区（焊修区）与完好区（镀铬区）的材料性质存在差异，在使用环境中存在电偶腐蚀，导致近铬区边界（靠近镀铬层的区域）因腐蚀而下陷，使用不久便会出现渗油现象，随着使用时间的延长，漏油现象越来越严重。在阴雨、潮湿环境中工作的油缸，这种电偶腐蚀现象很常见。
3．电镀修复技术
电镀修复技术是一种在低温条件下恢复零部件尺寸的传统修复技术，与焊修技术相比，不会出现因局部高温而带来的种种问题。电镀修复技术是利用电解的原理将镀液中的金属离子还原成金属原子并沉积在金属表面形成具有较高结合力和一定厚度的修复层。虽然电镀的种类很多，但是可以用于修复的主要有两类，即低温镀铁和镀厚铬。由于镀铬时沉积速度很慢，生产效率低，人们多采用低温镀铁修复技术。为了提高镀铁层的耐腐蚀能力和耐磨性，通常在镀铁层表面再镀一层薄铬。对于液压杆、油缸这类在户外工作的部件，用低温镀铁恢复尺寸，经修磨后表面罩铬是最常用的修复方法。
电镀法修复局部压坑的一般工艺流程是：焊修法填坑→机械修磨（整体磨光）→低温镀铁→机械修磨（整体磨光）→镀铬照面→机械修磨（磨削加工至符合尺寸及光洁度要求）
电镀修复法的适合在专业化的电镀厂进行批量加工，不适合单件、异型件以及野外现场修复。
4．FJY电刷镀修复技术
电刷镀技术出现后，越来越多的维修工作者开始利用电刷镀技术修复液压杆、油缸。由于电刷镀维修技术简便易行、成本低、生产效率高、在常温下就能实现修
复层与基体之间的金属键结合，因此，在众多的现代维修方法中，电刷镀修复技术已逐渐成为修复工程机械液压系统的主要方法。
特别是在西北工业大学研制成功的FJY系列环保、快速、超厚、多功能刷镀技术以后，用超厚刷镀法修复局部缺陷非常方便。大量成功修复实例证明，在液压杆、油缸领域，FJY系列电刷镀技术已表现出替代常规修复技术的潜力。
4．1镀铬液压杆电刷镀工艺流程
机械整形（用电动磨头将缺陷处拓展至适合镀笔良好接触）→电净→水洗→去氧化膜（各种活化处理）→铬面活化→铬面底镍→水洗→高速厚铜填坑（镀厚能力3mm以上）→机械修磨（修磨至平滑过渡）→电净→水洗→铬面活化→铬面底镍→水洗→耐磨面层→水洗→机械修磨→表面抛光。
4．2修复工艺说明
均匀磨损的液压杆很容易修理，比较有效的方法是先磨去表面的电镀层（主要是磨去镀铬层。如果直接在镀铬表面电镀，结合力难以保证。虽然有人采用阳极刻蚀的办法活化镀铬层，但常常因难以确保活化效果，修复可靠性不高），然后按常规电镀修复工艺进行电镀修复。
对于在工作现场出现的点坑破坏、电击伤破坏、碰伤破坏等深度大（毫米级）、面积小的局部损坏的修复（如图1所示），不适合采用电镀修复法。FJY系列快速超厚电刷镀修复技术是解决这类问题的最佳选择，其工艺说明如下：
机械整形：用电动磨头打磨待修部位至弧形平滑过渡，保证镀笔能够接触到凹坑的底部（如图2所示）。
篇二：电刷镀新技术
电刷镀技术概述
（沈阳理工大学 环境与化学工程学院马亚飞）
摘要：本文简要介绍了电刷镀技术的工艺特点、工艺过程、刷镀溶液及应用范围。
关键词：电刷镀刷镀溶液工艺过程预处理应用 引言
电刷镀技术是表面工程技术和重新制造技术的重要组成部分，具有设备轻便、工艺灵活、镀覆速度快、镀层种类多等优点，被广泛应用于机械零件的表面修复与强化，并取得了显著的经济效益。电刷镀是由槽电镀技术发展而来，依靠电流的作用来获得所需的金属镀层。电刷镀使用专门研制的刷镀溶液、各种形式的镀笔，专用的电源。在电刷镀过程中，镀笔接电源的正极，作为阳极；被镀工件接电源负极，作为阴极。镀笔前端通常采用高纯细石墨块作阳极材料，石墨块外面包裹棉花和耐磨的涤棉套，其上浸有镀液。镀笔与工件以一定的速度作相对运动，镀液中的金属离子在工件表面与阳极接触的各点上发生放电结晶。随着时间延长，镀层厚度增加。
1．电刷镀的主要特点
电刷镀与槽镀相比，有以下特点：
1．电镀方式简化
电刷镀是采用擦拭的方式完成电镀操作的，不用镀槽，因而扩大了电镀在机械零件修理上的应用范围。其优点是：
(1)不需镀积的零件表面不必用大量绝缘材料保护。
(2)被镀零件尺寸可以不受限制。
(3)修复零件时，凡是镀笔触及之处，均可镀上，特别适用于修复盲孔、深孔、键槽等难修部位。
(4)复杂部件只要局部分解即可方便地修理，减少了拆装工时，提高了效率
(5)有利于控制镀层厚度。电刷镀操作者只要控制好电压，掌握好相对运动速度，就可获得均匀的镀层，而且可用不均匀电镀的方法矫正零件表面的锥度和不圆度，镀层尺寸能严格控制在公差范围内，电刷镀一般不需要机械加工。
2．多种自耗镀液
电刷镀时，工件待镀表面沉积的金属离子主要依靠镀液提供。这种自耗镀液的优点是：平时不需要进行化验调整；镀液品种多，且不需要更多专用设备；电刷镀镀液的应用范围广。
3．工艺特点
(1)采用电化学除油与电比学活化进行表面预处理，具有高效、优质和快速的特点。
(2)阳极镀笔与阴极工件有相对运动。允许使用比槽镀大几倍到几十倍的电流密度(电刷镀电流密度可达500A／dm2 ，一般也在300～400A／dm2 之间)，可以获得均匀、致密和结合良好的镀层，镀积速度比槽镀快5～5O倍。
4. 电刷镀设备简单
电刷镀所用设备主要是电源和镀笔，与槽镀相比，结构简单，应用范围广。特别适用于野外维修机械零件，对于不解体修理和局部修理也很有实际意义。
2.电刷镀溶液
电刷镀溶液是决定镀层质量的关键，根据在刷镀技术中所起的作用，电刷镀溶液分为三大类：预处理溶液、金属电镀溶液、退镀液。
1．预处理溶液
预处理溶液用于金属工件电刷镀前的表面处理，有电化学除油溶液和活化液两种
(1)电化学除油溶液(电净液)：这种溶液是一种强碱性水溶液，其作用是利用电化学原理清洗工件表面的油污。其工作参数为：PH值约为1l，工作电压4～6V，工件与镀笔的相对运动速度为6～16m／min。清洗油污的原理是：通人电流后，被镀工件表面产生电化学作用，工件与镀笔始终处于相对运动状态，从而去掉油污和氧化物。
(2)活化液：是用在工件刷镀前去除待镀表面氧化物(氧化膜)与疲劳层、活化基体金属表面的一种预处理溶液。其主要作用是通过电化学作用，将金属工件待镀表面的氧化物、疲劳层、碳黑、金属毛刺等除掉，以便显露出新鲜的金属表面，为电结晶提供良好的基础。
2．金属电镀溶液
金属电镀溶液是决定镀层性能和质量的重要溶液，电刷镀技术的优越性往往由这类镀液来体现。
（1)金属电镀溶液的主要特性
a、金属离子浓度较高，电刷镀时可以采用较大电流密度，获得较快沉积速度。
b、镀液的使用温度范围比较宽，刷镀过程中，虽然温度变化范围较大，镀液沉积速度及镀层质量不受影响。
c、对于电流密度的变化不敏感。
d、镀液的性质比较稳定。
e、镀液的深镀能力与均镀能力较好。
(2)金属电镀溶液的性质和用途
a、镍镀液：
常用的镍镀液有特殊镍镀液、快速镍镀液、致密镍镀液、酸性镍镀液等。 特殊镍镀液：是一种酸性镍镀液，镀液中金属镍离子的含量较高，镀液的沉积速度较快，常用于钢、不锈钢、铬、镍、高溶点金属等基体金属表面的起镀镀层。镀层厚度一般为1—3μm，镀层与基材间的结合强度高。
快速镍镀液：是一种偏碱性镍镀液，专用来修复工件尺寸。其主要特点是沉积速度快、性质稳定、镀层硬度较高、耐磨性好，是目前机械零件维修中应用较多的镀液之一 。快速镍镀液主要用做尺寸镀层、工作镀层和复合镀层，也可用于铸铁工件的起镀镀层。在钢基体上刷镀时，为了提高镀层与基体金属的结合强度，可以先选用特殊镍镀液刷镀起镀层(底层)。
致密快速镍镀液：是用做工件恢复尺寸的一种沉积速度快、能形成厚镀层的偏碱性镍镀液。镀液的主要特点是沉积速度高、镀液性质稳定、镀层结晶细密、应力小、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀性能强，可以刷镀较厚的镀层。如果工件的修复尺寸在1mm以内，则可以用致密快速镍镀液直接刷镀，而不需要镀复合镀层。
酸性镍镀液：为工件恢复尺寸用。由于沉积速度快，所以能形成厚镀层，镀层结晶细密、硬度高、耐磨性能好、镀层应力小，可以刷镀尺寸镀层和复合镀层，可以在钢基体上直接刷镀。
b、铜镀液
是电刷镀技术中广泛应用的一种镀液，其主要品种有：碱铜镀液、高堆积碱铜镀液、致密铜镀液等。
碱铜镀液：用来为工件恢复尺寸。这种镀液沉积速度快、镀层结晶细密、孔隙率小、导电性好。适用于铝、锌或铸铁等难镀金属工件上刷镀起镀层(底层)，其镀层金属与基体金属有良好的结合强度。维修机械零件时，用于刷镀过渡层或旨在改善材料表面理化性能的镀层。碱铜镀液一般在一21℃左右凝固，加热到室温后性能不变。镀液的起镀温度为20~C左右较好。由于镀层的安全厚度较小，所以这种镀液仅用于0.01～0.05mm的薄镀层。
高堆积碱铜镀液：这种镀液沉积速度快，能获得较厚的镀层，镀层应力小、不腐蚀基体材料，对钢不起浸蚀作用。主要用途是：镀尺寸镀层；和致密快速镍镀液等配合，可刷镀复合镀层；在镀镉和锡的零件上充填凹坑；修补印刷线路板和电器零件等。
高速酸铜镀液：这种镀液性质稳定，沉积速度快、镀层结晶细密、光亮平整、应力小，可以刷镀较厚的铜镀层，主要用来为机械零件恢复尺寸半光亮铜镀液：这是一种用来刷镀装饰性镀层的酸性铜镀液。主要优点是具有良好的均镀能力和深镀能力，性质比较稳定，镀层呈金黄色，具有良好的金属光泽，结晶细密、抗腐蚀性好。这种镀液多用于钢、铝等金属材料的工件上刷镀装饰镀层。
致密碱铜镀液：多用于为机械零件刷镀尺寸镀层和复合镀层。
c、铟镀液
是一种碱性镀液，溶液性质比较稳定，适用工作电压为8～12V，相对运动速度为6～16m／min。镀层结晶细密、呈银白色，是一种较软的金属镀层。铟镀层有自润滑性和良好的减磨性、抗腐蚀性，是一种良好的密封材料和轴承表面材料，广泛用于修复轴瓦。
d、金镀液
是一种碱性溶液，性质比较稳定，金离子浓度约lOOg／L．适用电压为3一IOV，相对运动速度为4—12m／min 镀层结晶细密、应力小、孔隙率低、镀层硬度高、耐磨性好，主要用于刷镀装饰性镀层，也可作为活动的电接触点或要求频繁插接的滑动触头“润滑剂”(如转换开关和某些印刷电路板的触点)。
e、银镀液
是一种碱性溶液，溶液性质稳定。金属离子浓度较高，为200g／L，适用工作电压为8～24V，相对运动速度为6—1 8m／min。镀液沉积速度较快，镀层结晶细密，具有良好的导电性、导热性、易钎焊、易抛光，有较强的反光能力，主要用于在导电器件上刷镀导电镀层。
3、退镀液
退镀液主要作用是退除被镀工件表面在刷镀时出现的不符合要求部分或全部镀层；退除需要重新刷镀的磨损工件表面的旧镀层。退镀液有选择性，不同基体材料上的不同金属镀层应该采用不同的退镀液。退镀液的主要特点是：选择性好，对碳钢基体不产生过度腐蚀，安全可靠，速度快，效率高，容易维护和使用。
3.电刷镀工艺
1、镀前预处理
镀前预处理根据方法和原理的不同可分为机械处理和化学处理两类，其目的是除油、除锈、去除金属表面疲劳层、活化金属表面。
(1)机械处理：其目的是去除工件表面的锈蚀和加工痕迹，提高工件待镀表面光洁度，机械处理包括磨光、抛光、滚光、刷光等。电刷镀过程中常用的机械处理是磨光和抛光。
(2)化学(电化学)处理：包括除油、活化、除锈等。
除油 电刷镀前的除袖方法有三种：擦拭除油一用于油荷较多的工件除去大量油污；有机溶剂除袖一采用丙酮、酒精、汽油等有机溶剂清洗工件表面除去油污；电化学除油一用电化学原理清除工件表面的油污。电化学除油是一种高效除油方法，具有除油速度快、效果好的特点，电化学除油有阳极除油、阴极除油和联合除油三种方法，采用专用的除油液。
活化 其原理是利用化学或电化学方法除去工件表面的氧化物和疲劳层，使工件表面处于活化状态。活化可分为化学活化和电化学活化，电刷镀中主要用电化学活化，电化学活化又叫电解活化，它是利用电解的方法，通过活化液通电来实现活化的。活化液多属于酸性溶液，不同材料工件表面的活化处理应该采用不同的活化液。采用电化学活化的主要优点是可以充分利用电刷镀设备和选用较大的电流强度，从而可提高活化速度和效果，缩短活化时间。
2、电刷镀工艺过程
电刷镀的目的是在经过预处理的工件待镀表面上获得所需要的工作镀层。根据工件的要求，工艺过程一般包括：镀起镀镀层一镀尺寸镀层一镀复合镀层一镀工作镀层一镀保护镀层等。
(1)刷镀起镀镀层。起镀镀层又称底层或过渡镀层，位于基体金属和工作镀层之间，具有一种特殊作用。起镀镀层直接刷镀在经过活化处理后的基体金属上，在该镀层之上才能刷镀尺寸镀层或工作镀层，其主要作用是：改善基体金属的可镀性，提高镀层金属与基体金属的结合强度；提高工作镀层的稳定性。起镀镀层的厚度一般在2～5μm左右。在钢制工件电刷镀时，常用特殊镍镀液刷镀起镀镀层。
(2)刷镀尺寸镀层。尺寸镀层位于起镀镀层之上，用于为工件恢复尺寸。尺寸镀层可以是复合镀层，也可以是单一镀层。
(3)刷镀工作镀层。工作镀层(用于直接承受工作负荷的镀层)刷镀在起镀镀层或尺寸镀层之上。
3、镀后处理
镀后处理是对经过电刷镀后的工件进行促护处理的一种工艺过程，目的是防止工件表面遭受电化学腐蚀。处理方法是清洗和涂油保护。
(1)镀后清洗。先用清洗液(一般属于碱性水溶液)进行不通电冲洗，用它进行冲洗有两个目的：一是中和酸性溶液；二是促使金属表面形成钝化膜，保护金属表面。最后还要用水冲洗掉残留的清洗液或电化学除油液，并用棉纱或干净的棉布擦去工件表面的水膜。
(2)涂油保护。镀后不需再进行修复的成品工件，清洗后先擦干工件表面的水膜，然后凉干或吹干，并立即涂油保护。涂油时，用带机油的干净纱布和棉纱擦拭一下即可。
4．应用范围
刷镀技术是表面工程的重要组成部分，在表面工程中发挥了重要作用。根据近十年来的实践，它的应用范围可归纳为十个方面:1．恢复磨损零件的尺寸精度与几何形状精度;2．填补零件表面的划伤沟槽、压坑;3．补救加工超差产品;4．强化零件表面;5．提高零件表面的导电性;6．提高零件的耐高温性能;7．改善零件表面的钎焊性;8．减小零件表面的摩擦系数;9． 提高零件表面的防腐蚀性能;10．精怖零件表面。
5. 结语
电刷镀技术是适应生产的需要而产生，并随着生产的发展而发展起来的一项表面技术 由于它的众多优点，使它成为机械零件修复和强化的重要手段。但是随着生产的发展，提出了更多更高的要求，为了适应新的要求，在电刷镀技术研究方面已经出现很多新的进展，它们一定会成为电刷镀技术研究的热点。研究、开发的电刷镀新技术、新工艺必将在实际生产中得到重要的应用。
参考文献
1、《电刷镀技术研究的最新进展》马亚军，朱张校表面技术 2001年12月第30卷第6期
2、《电刷镀新技术研究与应用》聂成芳，王乃钊，李光提 机械工程材料 1999年6月第23卷第3期
3、《电刷镀新技术及其在包装行业应用前景》 杨全太 中国包装工业2000年11月
4、《电尉镀新技术在设备修理中的应用及其技术可行性和经济效果的分析》株洲电力机车工厂 李松钦
5、《大面积精确刷镀新技术》 湘潭表面技术研究所余忠
6、《电刷镀新技术及其在机械工程中的应用》 任雨松，花国然，罗新华南通大学学报(自然科学版) 2005年6月第4卷第2期
篇三：浅谈电刷镀技术的应用前景
浅谈电刷镀技术的应用前景
字数：2993
来源：科学时代·下半月2013年11期字体：大 中 小 打印当页正文
【摘 要】本文简要的阐述了电刷镀技术的发展，电刷镀技术从单一电刷镀层到复合电刷镀层，电刷镀有底层强度高，而且操作简单，因此在工农业中得到广泛的应用。
【关键词】电刷镀技术；单一镀层；复合镀层
1.序言
电刷镀技术采用专用的直流电源设备，电源的正极接镀笔，负极接工件。镀笔通常采用高纯石墨块作阳极材料，外包棉花和涤棉套。在适当的压力下，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，镀液中的金属阳离子在镀笔与工件之间接触的部位，在电场力的作用下扩散到工件表面并在此得到电子而还原成金属原子，这些金属原子沉积结晶就形成镀层。
2.电刷镀技术的发展历程
2.1单一电刷镀层的发展现状
2.1.1电刷镀层的组织与性能
电刷镀层的制备方便，工艺灵活简单。镀层组织致密，硬度较高。镍镀层的组织随镀笔与工件接触面积变化而呈柱状、柱状和带状混合、完全带状特征变化，显微硬度可达570Hv。而镍磷镀层的硬度更高，可达840Hv，热处理后由于 Ni3P的析出而使镀层发生二次强化，显微硬度可达到1220Hv。将具有优良耐磨性和耐蚀性的镍磷电刷镀层用于进口汽缸上，其使用性能优于原缸体。沉积了Ni、Cr和Ni—Co电刷镀层的SAE1045钢，其耐磨性也优于基体钢。由于在磨损过程中保持混合润滑机制，沉积Cr刷镀层的SAE1045钢呈现很高的耐磨性[1]。 一些多元的电刷镀层由于各成分之间具有弥散强化作用的化合物相，表现出比较特异的摩擦磨损性能。在1045氮化钢上沉积Ni—Cu—P电刷镀层组织结构细小致密，呈非晶态，且有弥散分布的极细的Ni3Fe颗粒，加上在腐蚀过程中W原子会优先迁移到镀层表面而形成氧化物薄膜，使该镀层具有优良的耐蚀性，可作为铬镀层的替代品[2].
2.1.2电刷镀层的应用
机械设备在运行过程中，零件受各种载荷和介质的作用，不可避免地产生磨损、磨蚀和疲劳。而电刷镀层与基体结合好，耐磨性好，可用于某些旧件的修复，提高零件的使用效率，从而产生良好的经济效益和社会效益。由于刷镀层厚度均
匀，致密光滑，采用电刷镀技术成功地对橡胶层压机头板的大尺寸阶梯形孔尺寸进行了修复。[3]沈阳一公司 利用电刷镀技术仅用3天时间就 修好了一大型离心机机座，使轴承孔恢复了原来的几何形状和尺寸精度，保证了生产的正常运行。
综上所述，电刷镀技术制备的单一镀层具有一定的显微硬度和耐磨耐蚀性，特别是多元合金镀支具有更加优良的使用性能。电刷镀技术已在电力、交通、煤矿等民用工业领域以及重要军事装备关键零件的修复中得到广泛的应用。但在比较恶劣的工况条件下，特别是在由于受较大的交变应力和热应力作用而易产生粘着磨损，接触疲劳磨损和热疲劳磨损的工况下，单一镀层对零件的强化作用是有限的。
2.2复合电刷镀层的发展
科技水平的提高和工业的发展，对零件的表面性能提出了更高的要求。单一镀层已不能更好地满足现实的需要，人们通过叠加具有不同性能的多层镀层来获得具有更理想性能的复合镀层，即层状复合镀层；或者是在金属镀液中加入某些不溶性的固体颗粒，使它们与金属离子共沉积，并均匀地弥散在镀层中，形成弥散复合镀层，即复合电刷镀层，从而提高原有金属镀层的性能。复合电刷镀技术的基本原理和普通电刷镀技术的基本原理相同，都是利用金属离子的阴极还原反应来沉积镀层。二者的主要区别在于：在复合电刷镀技术中，不溶性固体微粒被加入到镀液中，形成均匀悬浮的复合镀液；这些不溶性微粒通过电化学的、力学的原理与金属离子一起沉积在工件上，获得具有弥散强化效果的复合镀层。
2.2.1镍基复合电刷镀层的研究
用于耐磨领域的镍基复合镀层中，加入的硬质颗粒主要有金刚石、SIC和ZrO等。复合镀层中的固体颗粒对于镀层晶粒生长具有明显的细化作用，同时镀层中的多层结构有利于晶体生长时的多次形核，并阻断了晶粒的合并长大。因此，虽然复合镀层与镍镀层的共同特征是表面结晶晶粒都呈蘑菇状（或菜花头状）的生长形状，但复合镀层表面结晶晶粒较镍镀层要细小均匀，镀层的硬度有一定程度的提高。在一定工艺条件下，复合镀层组织致密，硬质微粒呈弥散分布，与基质金属结合紧密，硬度较高。复合镀层在热处理过程中出现再强化，硬度明显高于普通镍镀层。因此，含有硬质颗粒的复合镀层具有优良的耐磨性。在磨损过程中，复合电刷镀层中的固体颗粒可起到支承载荷、抵抗塑性变形、阻碍磨料运动、终止磨痕扩展等作用，从而提高复合镀层的抗粘着磨损和磨料磨损的能力，其耐磨性比普通刷镀层的高好几倍。复合镀层磨痕较浅，磨屑呈小片状剥落，而单一镍镀层表面磨痕较粗且有严重的粘附现象，因而单一镀层摩擦系数较大，耐磨性较
差。[4]
2.2.2多元合金复合镀层的研究
多元合金复合镀层的基质金属主要有Ni—CO—W、Ni—Co—P及Ni—Cu—P等，主要用于耐磨和减摩两个方面。董允等在Ni—W—CO合金电刷镀液中添加分析纯、粒度小于300目的Sic颗粒，采用电刷镀技术制得了Ni—W—CO基复合电刷镀层。适当提高沉积电压可促进颗粒沉积。复合镀层的硬度和耐磨性随SIC颗粒含量的增多而显著提高，硬度提高最大幅度达70%以上，耐磨性较Ni—W—CO合金提高3倍。将复合电刷镀技术作为一种强化手段应用于模具的表面处理，结果表明：在Ni—Co—P基合金镀液中加入粒度为10的zroZ颗粒后，所得复合镀层的显微硬度达到750HV，进行中温回火后，复合镀层的硬度也得到很大改善，模具的使用寿命提高了1—3倍。稀土元素因具有特异的性能也在复合电刷镀层中得到应用，董允等将少量的稀土Ce和La加入到Ni—W—CO合金镀液中，同时加入300目的SIC颗粒或A12伪颗粒。研究结果表面，稀土的加入可提高合金镀液的电流效率，使电流密度增大，促进合金的沉积，但存在最佳加入量。稀土的加入也可缩短合金基体捕获颗粒的时间，促进颗粒的沉积，使复合镀层中颗粒含量增多。镀层的硬度和耐磨性均有一定程度的提高。
3.结束语
在多元合金镀液中加入固体颗粒，可显著提高底层的耐磨耐蚀性和减摩性，所得复合镀层具有较高的结合强度和优良的使用性能。综上所述，将硬质纳米颗粒添加到电镀液或化学镀液中，可以获得组织细化，硬度较高，具有优良摩擦磨损性能和使用性能的纳米颗粒复合镀层。但颗粒在这些复合镀层中的含量较高，加之一些团聚颗粒容易进入镀层内，使复合镀层中纳米颗粒与基质结合不牢，呈现一定程度的脆性造成镀层性能不稳定，在一定程度上影响了它们的推广应用。 参考文献：
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