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行业技术|脉冲频率对15-5PH不锈钢电镀铬层微观结构的影响

   更新日期:2017-03-26     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:77    评论:0    
核心提示:铬镀层以其较高的硬度、良好的耐蚀性和装饰性以及低廉的价格而广泛应用于汽车制造业、航天事业、机械零件以及塑料模具的表面涂层。然而,铬镀层在电镀过程中会产生大量的孔隙和裂纹,导致镀层的致密性和抗腐蚀性能下降。脉冲电镀作为槽外控制镀层性能的一种手段,通过控制波形、频率、占空比等电流参数,对电沉积过程能够产生一定影响,可在一定程度上改变镀层性能,具有直流电镀所不具备的优点。近年来,随着脉冲电镀的研究,在贵

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博一建材讯:铬镀层以其较高的硬度、良好的耐蚀性和装饰性以及低廉的价格而广泛应用于汽车制造业、航天事业、机械零件以及塑料模具的表面涂层。然而,铬镀层在电镀过程中会产生大量的孔隙和裂纹,导致镀层的致密性和抗腐蚀性能下降。脉冲电镀作为槽外控制镀层性能的一种手段,通过控制波形、频率、占空比等电流参数,对电沉积过程能够产生一定影响,可在一定程度上改变镀层性能,具有直流电镀所不具备的优点。近年来,随着脉冲电镀的研究,在贵金属高频脉冲电镀方面取得了不少有价值的成果。研究表明,它具有镀液可不用添加剂,脉冲镀层均匀、几乎无应力、致密和镀层质量高于直流电镀镀层的优点。

镀液成分、温度、pH值及电流密度对不锈钢脉冲电镀铬镀层的组织和力学性能的影响已有大量报道,而脉冲频率对不锈钢镀铬层的研究鲜有系统的研究报道。因此,本工作通过采用自制的脉冲电镀设备在15-5PH不锈钢上制备了电镀铬镀层,并对其微观结构进行分析探讨,以期掌握脉冲频率对不锈钢镀铬的规律性。

实验以100mm×25mm×2mm的15-5PH不锈钢试样为底材,镀液采用标准镀液,其成分为:铬酣(Cr2O3)250g/L,硫酸(H2SO4)2.5g/L,余量为去离子水。脉冲电镀与直流电镀不同,后者只有一个独立的变量,即电流密度;而脉冲电镀的独立变量有3个,即脉冲频率、占空比和电流密度。本实验采用单向脉冲矩形波形脉冲电流,在固定电流密度、占空比(30%)的条件下(见表1),研究脉冲频率对镀铬层微观结构的影响。

表1 脉冲参数的选择

脉冲频率和脉冲导通Ton-关断时间Toff /ms

电流密度/(A·dm-2)

1.0Hz

2.0Hz

3.0Hz

4.0Hz

5.0Hz

峰值电流

平均电流

300~700

150~350

100~233

75~175

60~140

70

21

脉冲电镀前先对阳极铅板进行机械抛光,除去表面毛刺和杂质,阴极不锈钢试样先进行边角处倒角,以免电流集中发生过烧现象,再进行0#~4#金相砂纸打磨→水洗→酸洗→水洗→5#金相砂纸打磨→水洗→装夹→丙酮清洗→蒸馏水清洗,再电镀。电镀时,采用自制的WDM20-600型多功能数控脉冲直流电镀设备,脉冲电流密度70A/dm2,占空比30%,镀液温度(55±1)℃,试样受镀时间2h。

结果发现,用脉冲频率3.0Hz、电流密度70A/dm2、镀液温度55℃的电镀工艺参数可得到晶粒细小,组织致密,表面粗糙度低和无裂纹的镀铬层。脉冲频率极大地影响镀铬层的微观表面形貌,适当地提高脉冲频率可细化镀铬层晶粒,减小镀层表面粗糙度,增加沉积层的致密度,减少微裂纹的形成。频率高于或低于3.0Hz时,所获镀铬层的微观形貌质量都较3.0Hz的有所降低。

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