硬铬的替代品综述.doc

硬铬的替代品性能比较
工业硬铬，也被称为硬铬，是最广泛使用的电镀在航空航天和汽车行业的涂料[7]，[13]，[37]和[38]。它用于由原始设备的磨损和防腐蚀保护，并在较小程度上对美学的制造商，以修复和大修设施重建磨损部件。在航空航天工业，典型的应用包括起降齿轮组件，液压致动器，涡轮发动机的轴，轴承，和螺旋桨毂。在汽车，曲轴，阀，液压元件，活塞环，汽缸衬里的典型应用。军事机构广泛使用硬铬枪管内孔的保护。的主要问题影响使用镀铬工艺毒性（六价铬Cr（VI）的存在），镀液效率低（15％左右），导致高能耗，裂缝的存在导致不一致的防腐性能，厚度的均匀性，并进行后处理的必要性需要沉积后的烘烤在钢基体的机械加工，和氢脆。硬铬预计替代品不仅匹配铬在给定的应用程序的性能，而且还解决了这些问题，以便获得一些改善。

1喷射沉积硬铬替代品
热喷涂沉积的高品质被广泛应用于航空航天等诸多行业金属，陶瓷，陶瓷-金属的复合涂层。有三种基本的喷涂技术可镀硬铬的替代技术。
硬铬的替代品之间的技术领先的高速氧燃料（HVOF）喷涂的金属陶瓷。这项技术是多功能，环境无害，并符合成本效益。该涂层是最常见的金属陶瓷中的WC-Co的WC-Co-Cr和Cr3C2的镍铬，并已发现有的物理性能等于或优于硬铬。事实上，使用温度典型的金属陶瓷，可高达815℃（1500°F），这是硬铬处理能力的两倍。沉积完成推动涂层具有较高的速度，并通过产生的高温火焰氧气和燃料的燃烧。Â这项技术的显着优势是高沉积速率。
缺点包括无法外套小和复杂的部件，或部分与一个小的内部直径（约100毫米或4“）。此外，加工后需要由于表面涂层沉积粗糙度及典型超额喷涂。航空航天业有针对性地使用HVOF涂层起落架，襟翼作动器，传动轴，轮毂的螺旋桨，液压件[13]，[37]。其他应用程序包括工业液压和气动执行器，以及钢铁，造纸和塑料中使用的轧辊行业。
是用来存放类似材料等离子喷涂，HVOF具有类似的应用。然而，由于等离子枪和偏离距离短，以较小的体积，它可用于涂层内部无法访问HVOF直径（ID）[13]，[38]。目前，最小ID是约40毫米（1.6英寸），在苏尔寿美科专门研制的F-300等离子枪的情况下[38]。
爆震枪热喷涂工艺最初是由联合碳化物公司现在可以从普莱克斯表面技术公司的名义下的D-枪和超级D-枪[39]，[40]。在这种技术中，粉末颗粒的可燃性气体混合物悬浮于由加速
由火花塞点燃引爆的速度可达每秒8.6倍。重复爆轰循环生产的涂布在基板上放置50-100毫米的桶。超级D-枪制程良率特别是碳化钨涂料优异的涂膜性能。据报道，达到粘结强度
210兆帕（约2倍的相应值，等离子喷涂），涂层孔隙率低于1％。然而，爆震枪过程是严格的线的视线，更昂贵的比其他的热喷涂技术。
2电解硬铬替代品
湿技术，如三价铬和镍的沉积，大多使用的ID应用其中的视线线喷涂技术功亏一篑。这些过程的强项是电镀完善行业内有一个网络供应商和电镀车间愿意适应新的环境标准。最弱的点，共同所有湿技术，体积是产生的废物。
电沉积Cr（III）的基电解质，得到的三价铬，是对环境无害的技术，但是，涂层的物理和化学性质仍然不如六价铬坚硬的铬，尽管多年的努力[7]，[13]。现在，三价铬的应用仅局限于薄装饰涂料。较厚的涂层只适合简单的基板配置。
电解镍及镍合金，尽管所有的环境问题仍然被用作硬铬的替代品。无电镀镍-磷（Ni-P的）是可硬化的，抗腐蚀涂层组成的与不同百分比的磷（通常为8％至10％）的镍合金。它提供了良好的厚度的均匀性和控制。涂布性在很大程度上取决于涂料组合物，用8％磷镀层是困难和10％的磷涂层更耐腐蚀。电解更换镉，铬
Ni-P的复合涂层耐磨性增加，如碳化硅（SiC）或聚四氟乙烯（PTFE）的润滑性。由于遮盖能力几何形状复杂的部分，典型应用电解Ni-P包括液压阀，泵部件，压模和燃料喷射阀板。
化学镀镍-硼（型Ni-B）涂层具有更好的耐磨性，低摩擦，硬度更高，但降低耐腐蚀性比硬铬。此外，昂贵的生产型Ni-B镀层，没有广泛使用，镀液中含有铅或有毒物质铊。典型应用领域应用包括喷气发动机组件，玻璃制造，铸造模具，齿轮，轴，刀片和演练。
有很多的电镀合金视为下拉替代硬铬。
它们是基于镍（镍钨，镍WB，镍WP，沉积Ni-W-SiC的和Ni-WB-SIC）或钴（钴-W和Co-P）镍钴铁涂层。烟台电镀技术研究所研究的镍钴铁镀层，各种性能完全同镀铬相媲美。然而，镍（或它的一些化合物）已经面临着日益增加的环境监察和钴的未来也是不确定的。但想阶段不失为一种代铬过度涂层。把事情复杂化，甚至进一步，比镍钴较贵。然而，这里值得一提的是最近纳米钴磷（联席-P）涂层Integran公司技术开发的及烟台电镀技术研究所开发的Co-P-X涂层。由于更好的微观结构和残余应力低，纳米钴磷涂层更耐腐蚀，