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    电镀影响铸铁活塞环性能的实验

    类别:行业动态   发布时间:2020-02-25 17:11:17   浏览:

      1试验资料与办法

      1.1试验资料

      试验用CrMoCu铸铁活塞环,试样由工厂供给,活塞环外径100mm,内径95mm,环宽2.5mm.镀液用规范镀液,其成分如下所示。

      铬酣Cr2O3:250g/L硫酸H2SO4:2.5g/L去离子水少量

      1.2试验办法

      试样经1000#砂纸打磨-水洗-乙醇脱脂-丙酮出油-酸性活化-水洗-1200#砂纸打磨-水洗-待电镀。采用自主研制的脉冲镀铬技术和成套设备WD20600进行外表活化,即反向大电流冲击,用50Adm 2脉冲电流和直流别离进行脉冲电镀铬,脉冲频率0.6,1.0,1.5Hz,占空比60%,镀液温度操控在55,施镀时刻2h.镀铬层厚度及微观安排用OLYMPUS金相显微镜进行测试与剖析,显微硬度用显微硬度计JMTT 1000进行测试。

      2试验成果与讨论

      2.1脉冲频率对镀铬层的硬度及镀层厚度的影响

      脉冲频率为0.6~1.5Hz,占空比60%,电流密度50Adm 2脉冲电流和直流,镀液温度55的电镀工艺参数条件下得到的镀铬层膜层厚度和显微硬度与脉冲频率的关系,施镀时刻2h.跟着脉冲频率的增大,镀铬层的厚度和显微硬度升高。当脉冲频率为1.0Hz和1.5Hz时,与直流电镀比较镀铬层的厚度别离提高了35.67%(绝对值为12.7(m))和62.92%(绝对值为22.4(m)),显微硬度别离提高了31.65%(绝对值为270Hv)和48.18%(绝对值为411Hv)。

      2.2脉冲频率与电镀铬层微观安排的关系

      直流电镀铬层外表的微观安排描摹,为以典型的常见的直流电镀铬的微观安排特征。外表呈现了较多的铬瘤,铬的晶粒安排较粗大,在其表上呈现了较多的气孔(黑色点状区域),并发生了网状裂纹,经测量,其镀层厚度大约为356m,由此可见在图3b所示的镀铬层上,从活塞环外表到镀铬层外表区域均有气孔呈现。

      2.3脉冲电镀机制与微观安排脉冲电镀金属的机制与直流电镀不同,普遍认为,在电镀过程中由于电流(或电压)脉冲的张驰效果添加了阴极的活化极化和下降阴极的浓差极化。电流导通时阴极邻近的金属离子充分地被堆积,当电流关断时,阴极周围的放电离子经过分散而恢复到初始浓度,这样周期的接连重复脉冲电流首要用于金属离子的还原,然后改善镀层的物理化学性能。脉冲电镀参数首要有脉冲电流密度,平均电流密度,关断时刻,导通时刻,脉冲频率几个参数。脉冲各参数的合理组合才干得到较高质量的镀层。电镀过程中,铬层应力的发生和随厚度的变化是非常复杂的,文献使用X射线衍射弹性常数和SEM研讨了直流电镀各层的晶体安排描摹结构,力学性能和剩余应力,标明晰在直流电镀的镀铬层中呈现较严峻的裂纹,安排结构沿轴向成纤维状,在镀层外表其剩余应力值达到800MPa,并跟着镀铬层厚度的添加而削减,在基体外表和镀层的接壤面上有所增大。

      这说明,直流电镀过程中镀铬层会发生较大的内应力。

      本试验条件下得到的直流电镀各层在其外表上呈现网状裂纹也便是显而易见之事。在直流电镀过程中,由于在阴极和基体外表的界面处会形成较厚的分散层,使阴极外表铬离子浓度下降发生了浓差极化,限制了铬堆积速度,阴极析氢量增大,这样不只会引起铬离子的堆积速率下降,使铬晶粒粗化,细密度下降,并且会使镀铬层的应力添加,裂纹倾向添加,最终导致镀铬层裂纹的发生。电镀过程中在脉冲电源的操控下,电流有通与断的距离,在脉冲电流效果时期阴极和界面处形成较薄的分散层,铬离子向基体外表堆积,在电流关断时期,分散层中的铬离子和氢分散,形成成分均匀的镀液,下降膜层的氢含量,镀铬层的细密,并且镀铬层的应力减小或消除,裂纹倾向很低。

      文献在添加有添加剂的规范镀铬溶液中采用较低频率的脉冲电流(电流密度为30Adm -2)对A3钢外表电镀铬进行了研讨,得到了无缺陷的镀层,铬晶粒大约为100nm.原子力显微镜剖析标明,镀铬层的细密度与脉冲电流的有效效果时刻有关,恰当的效果时刻镀铬层的孔斜率最低。作者结合前期的研讨认为,细密和高性能的镀铬层不只与脉冲电流密度有关,并且与占空比和脉冲频率有关,为了便于工厂生产,可对脉冲参数进行组合,调整一个参数而稳定其他参数。从本试验的成果来看,镀铬层随脉冲频率的增大,镀层晶粒变细,脉冲频率为1.5Hz时,虽然硬度最高,但发生了裂纹,这标明,当脉冲频率过高时,阴极外表铬离子浓差极化较严峻,反而不利于氢的分散,导致裂纹的呈现。

      3定论

      (1)与直流电镀比较,用脉冲电镀工艺(电流密度50Adm -2,脉冲频率1.0Hz,占空比60%,镀液温度55)在铸铁活塞环外表可得到晶粒细小,安排细密和无裂纹的镀铬层。

      (2)脉冲频率极大地影响镀铬层的显微硬度和厚度,频率越高,显微硬度和厚度明显提高。

      (3)脉冲频率过高,镀铬层内的应力增大,发生裂纹倾向性大。

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