热喷涂技术代替电镀硬铬介绍(2)

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的含量超过０．１ｍｇ／Ｍ３就会对人体产生毒性，同时它也是公认的环境致癌物之一。它不能被生物体通过新陈代谢排除体外，并可引起许多疾病，包括多种癌症。欧盟发布指令２００７年７月１日以后，将在欧洲禁止使用六价铬及其制品。

镀硬铬镀层具有高硬度、较好的结合力及较低的摩擦系数，为了保持其优良的物理、化学特性，

克服其缺点，同时又要避免“三废”的影响，化工界的学者研究了许多种硬铬镀层的配方和流程，大量开展了包括低浓度镀铬、合金化镀铬层和三价铬镀铬等方面的研究。其中合金化铬镀层工艺以可能代替六价硬铬工艺而逐步受到重视，简述如下：

１）镍基合金镀层

镍基非晶态合金镀层（包括Ｎｉ—Ｐ、Ｎｉ—Ｗ）及其三元合金镀层可代替镀硬铬的一部分，经过热处

理后ＨＶ可提高到１０００一１２００，但稳定性较差，工艺要求复杂、严格，成本较高。

２）合金耐磨复合涂层

主要是指在电镀非晶态合金镀层时，在镀液中加入硬质微粒（如金刚石、ＳｉＣ、Ａ１２０３、２Ｉ＂０２等）加入的这些适量的硬质微粒并不影响镀层的非晶态结构，但经过热处理后，镀层的基本结构转变为晶态，生成金属间化合物，其硬度大幅度提高。由于硬质微粒及金属间化合物的双重作用，这类合金复合镀层具有很高的硬度，不仅表现出很高的耐磨性，而且还表现出优良的耐高温和抗氧化等功能。但随着硬度增加的同时，脆性也增加，容易产生大块镀层剥落而导致镀层裂纹迅速扩展，影响镀层的耐磨性。

３）梯度或多层合金镀层

前面两种改良的电镀Ｎｉ．Ｐ、Ｎｉ．Ｗ的镀层具有高硬度、耐蚀性能好等优点，但是在热处理后有

较高的热应力，磨损过程中容易产生深度的脆性裂纹，从而限制其应用。通过电镀合金层内部合理的成分和结构梯度化设计，得到的梯度合金镀层可以有效地缓解镀层和基材的应力问题，抑制镀层由于脆性而在磨损过程中产生严重的破坏性裂纹，从而使强度提高。梯度法采用电沉积方法，并用逐步提高镀液的温度及电流密度来制备梯度镀层。镀层由晶体结构逐步过渡到非晶体结构，结构呈连续梯度分布，热应力逐步缓解，提高耐磨性。

以上的方法虽然因为可以代替镀硬铬的工艺，减少六价铬的“三废”工业污染，引起了工业界

和学术界的关注，但也有许多问题无法解决，如开发的多种合金镀层的方法极其复杂，镀液的稳定性差，工艺要求复杂、严格，成本太高，因此很难形成大规模生产。

但随着热喷涂技术的发展，镀硬铬的许多难以解决的问题都可以部分解决。目前在喷涂界常用

的两种工具即高温的等离子喷涂（ＡＰＳ）和高速氧一燃气喷涂（ＨＶＯＦ）。由于它们都具有优异的涂层性能，能满足镀硬铬镀层的优点，同时对环境的污染较低，它们已成为取代镀硬铬较好的方法之一Ｏ

众所周知，ＨＶＯＦ是一种喷涂方法，其特点是颗粒的高速和优秀的涂层质量。我们使用的是ＤＪ一２７００型ＨＶＯＦ设备，其火焰速度高达２１００ｍ／ｓ，对金属而言，相应的颗粒速度为７５０ｍ／ｓ。这种致密的涂层含氧化物极少，结合强度高（可达７０～１００Ｍｐａ），并可选用不同的材料得到不同的物理性能，以达到使用者的要求。ＨＶＯＦ特别适用于磨粒磨损、滑动磨损、冲蚀磨损以及这方面磨损。在过去的一年里，我们的ＨＶＯＦ设备在对水电厂的叶轮、球阀以及研究所研制的高压传动轴都取得了很好的效果。

１）珠海某研究所要求喷涂工艺研制液压传动轴，要求涂层硬度ＨＲＣ＞７０，气孔率＜１％，喷涂后

的磨削及抛光，使光洁度到镜面Ｒａ＝０．１－０．２，我们选用的材料为ＷＣ一１２Ｃｏ，最后得到满意的结果。

２）在过去的一年中，我们利用ＤＪ－２７００成功的为数家阀门厂喷涂了①５０一①３５０的多种阀门，

得到了客户满意的结果。以前的球阀工艺都是镀硬铬，镀层十分薄（０．０１ｍ．ｍ左右），硬度低（ＨＲＣ５５－６０），加工也比较容易。但经过喷涂ｗＣ一１２Ｃｏ后，表面硬度ＨＲＣ＞６５，一般的磨削工具都加工不了，～般的厂家都没有数控磨球机，只有用内径为球阀外径一样的铸铁球壳加磨料来进行研磨。为．１２３．