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脉冲电镀铬的工艺研究

禹健飞  
【摘要】: 本文针对飞机起落架液压气密零件最常用的三种材料:30CrMnSiA合金钢、1Cr11Ni2W2MoVA和15-5PH(0Cr15Ni5Cu3Nb)不锈钢,在标准镀铬溶液中直流电镀铬工艺的不足,对脉冲电镀铬工艺进行了研究。 脉冲电镀工艺参数众多,暂定电镀温度为60±1℃,脉冲波形为方波,电镀时间为120分钟。初选脉冲工艺参数范围如下:脉冲频率50-200次/分钟、脉冲占空比40-60%、电流密度40-80A/dm2。通过正交试验对初选脉冲工艺参数进行改进、优化,分别考察了脉冲频率、脉冲占空比、电流密度三个脉冲参数对镀层外观及性能产生的影响,结果表明:电流密度是影响镀层外观和性能的最主要因素,电流密度越大,镀层表面裂纹数量越多,孔隙率越大。电流密度越大,镀层厚度越厚,硬度越高。适当的脉冲频率和脉冲占空比可以提高镀层表面光亮度,减少铬瘤、铬毛的产生,增加镀层硬度和与基体的结合力,降低孔隙率及表面裂纹的数量。当脉冲频率为50次/分钟,脉冲占空比为60%时,得到的镀层光亮度最好,铬瘤、铬毛情况最轻,硬度最高,孔隙率和表面裂纹数量下降至最低。结合正交试验的数据分析和对镀层外观及性能的实际测试结果,得出优化后的脉冲工艺参数为:电流密度40-60 A/dm2、脉冲频率为50次/分钟、脉冲占空比为60%。 针对正交试验时,对电镀温度范围的实验不足,在优化后的脉冲工艺参数的基础上,进行变温脉冲电镀实验,电镀温度变化参数为50℃、55℃、60℃。并且与在相同电流密度、电镀温度及电镀时间下的直流电镀试样进行外观和性能的对比研究。结果表明:脉冲镀层在外观上远远优于直流镀铬层,镀层光亮、平整,试样表面及边角处无铬瘤、铬毛,无烧焦、漏镀现象。脉冲镀层硬度和结合力均高于直流镀层,镀层孔隙率、表面裂纹数量和裂纹程度都小于直流镀层。 变温实验过程中,通过研究脉冲镀层和直流镀层间外观和性能的差异,总结出了适合30CrMnSiA合金钢、1Cr11Ni2W2MoVA和15-5PH(0Cr15Ni5Cu3Nb)不锈钢的脉冲电镀工艺参数。即:在标准镀铬溶液中,电流密度为50-70 A/dm~2,脉冲频率为50次/分钟,脉冲占空比为60%,电镀温度为55-60℃,电镀时间视需要而定。这种脉冲电镀工艺适用于以上三种材料,稳定性好,得到的镀层外表美观,性能优异。


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