三价铬镀层表面形貌及微观结构研究

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图 １ 基 材 尺 寸 收稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ １ 一 Ｏ ７
基金项 目： 国家 自然科学基金项 目“ 碳化硅零 件氧化辅助抛光加工机理与关键 工艺研究” （ 项 目编号 ： ５ １ ５ ０ ５ ４ ９ ８ ） ； 江苏省 自然科学 基金项 目“ 氧化辅助抛光碳 化硅零件加工机理分析 与工艺参 数优 化” （ 项 目编号 ： Ｂ Ｋ ２ ０ １ ５ ０ ７ １ ４ ） 作者简介 ： 夏 恒（ １ ９ ８ １ 一 ） ， 男， 江 苏人 ， 工程师 ， 研究生 ， 主要研究计算机科学 、 软件开发 、 军事装备 ； 沈新 民（ １ ９ ８ ４ 一 ） ， 男， 湖北人 ， 博士 ， 讲师 ， 主要 研究 精密工程 、 先进制造技术 、 超精密加工与测量 。 ４ ９
，
表 ３ 谱 图 区域 ６能 谱 分 析 表
线 凳Ｊ
Ｋ线 系 Ｋ线 系
图 ５ 扫 描 电子 显 微 镜 圈
镀 和 材 ＿ Ｌ 分圳 取 两 个 Ｉ 域 ，
５照 片
叶 Ｊ 的 谱 ５和 Ｉ 矧６ Ｉ ｘ ： 域 ，并 对两 个 谱 冈 域 进 行 能谱 分析 、
图 ３ 超 景 深 形 貌 图
Ｊ 『 ｔ ｌ 川 ‘ 以清 晰地 看 ｆ ｆ １ ６ 、表 ２的 主要 元 素 为
１ 试验部分
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图 ２ 工 艺 流 程 图
三价铬镀硬铬的主要配量如表 硬铬的主要配量如表 １ 所示。 所示
。
２ 试验 风 锻 － 结果 口 木
对 于 镀完 的试 样 进行 了切 割 ，在切 割过 程 中尽
表 １ 镀 液温度与浓度示意表
：
１ ８ ５ ｇ ／ Ｌ １ ． ４ ｇ ， Ｌ ３ ￣ ２ ｇ ， Ｌ ４ ￣ １ ｇ ／ Ｌ
摘 要： 基于 ４ ５ ＃钢表 面镀硬铬进行试 验 ， 利用 Ｓ Ｅ Ｍ 分析 了镀层表 面形 貌 ， 采 用 ｘ射 线衍 射仪分析 了镀层的相结构。结
果表 明三 价铬 的制备质量可替代 六价铬 。
关键词 ：电化 学沉积 ； 镀硬铬 ； 界 面结构 中图分类 ： Ｔ Ｂ ３ ０ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ － ０ ０ ４ ９ — ０ ３
在 超 景深 显 微 镜 下可 以看 到 镀层 表 面 质 地 较 为 细 密未 有 多余 颗 粒 状 杂 质 出现 ， 外 圆粗糙 度 Ｒ ａ ＝２ ． ５ ２ ７ ｍ， Ｒ ｚ ：１ ０ ． ７ ８ Ｉ ． ｚ ｍ， 表面光 洁平 整 ， 如图 ３ 所
示。
圆棒【 ” ， 样件 的螺纹 区域不进行人 电镀实验。
《 装备制造技术） ２ ０ １ ７ 年第 ０ ４ 期
三 价 铬 镀 层 表 面 形 貌及 微 观 结 构 研 究
夏 恒 １ ． ２ ， 熊 云 ’ ， 沈新 民 。 陈洪 山 ，
（ １ ． 解放军理工大学 ， 野战工程学 院， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ７ ； ２ ． ９ １ ７ ４ ６ 部队 ， 第五工作处 ， 北京 １ ０ ２ ２ ０ ６ ）
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１ ０ － １ ２ｍ ｌ ／ Ｌ ６ ０℃
量 减少 破 坏 其 表 面镀 层 ，对完 成 的试 样进 行 的多 种 性质 测 试［ ４ １ 。
２ ． １ 外 观 与表 面 粗糙 度
１ ． ２ 实 验 基材
基材选用 了 ４ ５ ＃钢 材 ， 如图 １ 所示 ， 试 验 基 材 采 用试样 ｔ ｈ ３ ６ ｍｍ， 总长 ２ ９ ４ ｍ ｍ， 前 端 预 留螺 纹旋 钮 的
当前 ，工程精密件修复的方法主要是电镀方式 ， １ ． ３ 工艺 流 程 即在受损件表面完全制备或大面积制备耐磨性好 、 耐 镀 硬 铬 的工 艺 流 程 主要 是前 期 处 理 、 镀铬 、 水 洗 蚀 性强 的金属 镀层 。 因为多 数精 密件 的材 料 使用 的是 等 多道 工艺 处理 ［ ２ － ３ ］ ， 流 程如 图 ２所示 。 ４ ５ ＃钢锻制 ， 少部分 使用铸铁 ， 所 以在实验 中采用 了 ４ ５ ＃钢表面进行镀硬铬的实验工艺 ， 目前镀铬的方式 分为三价铬镀铬和六价铬镀铬 ， 其中三价铬镀铬效率 高， 速度快 ， 深镀能力和均镀能力均优于六价铬镀铬 ， 因此本文中采用 了三价铬镀铬方案。
（ ： ｒ ＇ ７ 、 表 ３的 主 兀 索 为 Ｆ ｅ和 Ｃ ， 订 Ｆ 实 材 质 的 实 性
结合 力 测试
使Ｊ ¨多功 能 痕 仪 对镀 层 的结 合 力进 行 测 试 、 』这些 ¨ ｉ 痕仪产ｆ 的 痕 形 貌 ，能够 扶 得 被 测 材 硬度 羁 Ｊ 弹性 模 等特 性 ， 町 以存纳 米 度 上 对 的蠕 变 、 疲 劳 和应 力进 行研 究 采川 － Ｉ划 痕 步进 测量 力 ‘ 法， 将 施 加 划痕 力从 １ Ｎ 生升 至 ２ ０ ０ Ｎ，步 进 为 ３ ０ ０ ｎ ｄ ｍ ｉ ｎ ，划 痕 长 为 ２ Ⅲ， 刻划 过程 巾 未发 生剥 离现 象 ， 则ｕ Ｊ 以｝ 人定 堪 材结 合 强度 较 高 ， ４ ．
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图 ６ 谱 图 区域 ５能 谱 分 析 图
表 ２ 谱 图 区域 ５能 谱 分 析 表
半
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图 ４ 划痕 检 测 图
图 ７ 谱 图 区 域 ６能谱 分 析 图
成 膜厚 度 与 元素成 分 测试 』 ｛ ｊ ¨捕ｆ 了 微镜 和 Ｘ射线 能谱 对 衷 以 及试 元 素成分 进行 Ｊ ， 测量 ，