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热加工工艺技术与材料研究
代替镀硬铬电镀层的研究现状
汪笑鹤,徐滨士,胡振峰

(装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072)

摘要:传统镀硬铬技术存在环境污染问题及镀铬层的性能缺陷。电沉积合金及其复合镀是比较有前
途的代硬铬工艺。本文综述了近年来代替镀硬铬电镀层的研究进展。重点探讨了非晶电镀、复合电镀和合
金电镀代替硬铬电镀层的研究现状,结果显示以上镀层无论在使用性能还是在环境保护方面均优于硬铬镀
层。
关键词:电镀;代铬镀层;合金镀层;复合镀层
中图分类号:TQ153.2文献标志码:A
ResearchStatusonElectrodepositionforSubstituteHardChromium
WANGXiaohe,XUBinsh,iHUZhenfeng
(NationalKeyLaboratoryforRemanufacturing,AcademyofArmoredForceEngineering,Beijing100072,China)
Abstract:Traditionalhardchromiumplatingtechnologyhassomedisadvantagessuchasenvironmentpollutionand
performancedeficiencyofthechromiumplating.Electrodepositionofalloysanditscompositecoatingistheidealsubstitute
technologiesinthefuture.Thispaperdescribedtheresearchstatusofelectrodepositionforsubstitutehardchromiuminre
centyears.Thenthispaperdiscussedtheresearchingstatusofamorphousalloy,nanometerelectrodepositionandalloy
coatingsinthisfield.Theresultsshowthattheelectrodepositionismoresuperiorthanhardchromiuminperformanceand
environmentalprotection.
Keywords:Electrodeposition,Substitutechromiumcoating,Alloyelectroplating,Compositedeposits

镀硬铬也称耐磨铬,镀铬层具有高硬度和低摩性,可以作为替代铬镀层。镀层中W含量随着镀液
擦因数的特点,机械零部件镀硬铬后可以提高其抗中W的含量的提高而提高,最后趋于一定值;镀液
磨损能力,延长使用寿命[1]。但电镀硬铬工艺会导温度对镀层的结构有显著影响,温度高于50,才
致严重的环境污染,如:镀铬工艺使用的铬酸溶液,能获得非晶镀层;电流密度高,也对形成非晶镀层有
会产生含铬酸雾和废水,而且还有其他一些缺点:硬利;pH对镀层结构有显著影响,pH=5~7时,可获
度随温度的升高降低;镀层中存在微裂纹;电镀沉积得非晶镀层,PH<4或PH>8,只能得到晶态镀层;
速度慢等。合金镀层与组成他的单金属镀层相比,Ni-W非晶镀层具有较好的热稳定性,在400以
合金镀层有可能更平整、光亮、结晶细致。合金镀层下可保持非晶态结构。加入2-丁炔-1,4-二醇
中组分及比例选择合适,则该合金镀层就有可能比时,能得到完整且光亮的Ni-W镀层,但是2-丁炔
组成他们的单金属镀层更耐磨和抗腐蚀。非晶态材-1,4-二醇能减少镀层中W的含量并且影响电流
料是近20年来快速发展的一种新材料,因其薄膜镀密度和电流效率。2-丁炔-1,4-二醇的加入有利
层具有优良的高耐蚀性、高机械强度等特点,受到人于反应的进行从而降低电流效率[3]。
们的广泛关注。复合镀层是一种金属基的复合材研究钢基体上的Ni-16%W在700和800
料,由于固体微粒的嵌入,使原有的薄膜性能发生显的氧化过程,在氧化之前,镀层是由过饱和W、
著变化,从而扩展了它在不同领域的应用[2]。开发Fe、Mo、Si等元素和晶格常数为3.782的纳米Ni
优良的合金镀层、非晶镀层和复合镀层可以替代硬颗粒组成。在氧化过程中,随着氧元素的扩散,在最

铬镀层。外层NiO层次内部为(NiO+NWiO4)的混合物,在
氧化层的下面还是由过饱和(W,Fe,O)和Ni的晶
1电沉积二元合金
粒组成,基层的上面由富Fe的Ni-W-Fe沉积物
2+2-
1.1Ni-W组成。影响氧化的因素有Ni、O、基层中元素的
Ni-W合金镀层中W的含量(质量分数)超过扩散,Ni-F