功能性代铬镀层 功能性的代铬镀层就是代硬铬的镀层。硬铬镀层的硬度可达HVl000或以上。铬镀层的硬度高、耐磨性好，这是众所周知的。因此用来取代的镀层必须也要硬度高、耐磨性好。某些合金镀层具有上述两种性能，因此有希望用来作代铬镀层。如电镀镍磷合金、镍钨合金、镍铁钨合金、钴磷合金、钻钨合金和电镀镍钴及X合金等镀层。我们将分别作些介绍。这里介绍的镍和钻及其合金镀层是用电镀方法获得的。 电镀镍磷合金镀层根据电子显微镜研究显示，随着镀层中磷含量的增加，合金镀层的晶态连续地从晶态向非晶态转化。大致情况是：含磷量3％(质量比，下同)为微细晶态一含磷量5％为微细晶态+非晶态一含磷量7％以上，为非晶态结构。为了提高镀层的硬度，需要进行热处理，一般加热到400℃，维持lh，则非晶态结构被破坏，由非晶态结构转变为晶态结构。 非晶态结构的原子排列是无序的，没有晶粒间隙和位错等晶格缺陷，也不存在成分的偏析现象，是各相等同的均匀物质。由于镍磷合金镀层的含磷量超过7％以上时是非晶态，所以在物理和化学上有很多优异特性。例如，光泽性好、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强和镀层是非磁性等；所以镍磷合金镀层可用于许多工程和不同的领域中：以其耐蚀性，可用于氯化钠、氯化铵、盐酸、硫酸、氢氟酸和一些有机酸的介质中；如可用在石油、化工、制糖、制盐、农药及军工等工业设备中的容器、水泵、离心机、筛网、医疗器械及易受腐蚀的零部件上的镀覆。以其硬度高和耐磨性好的特征，可用于汽车、航天航空、食品、印刷及化工的汽缸、活塞、转轴、压缩机、压辊或成型模具等零部件上的镀覆。因此用镍磷合金镀层来代替镀硬铬在大多情况下应该是可能的。 目前多数镍磷合金镀层是由化学镀来获得的。这里我们主要介绍以电镀方法获取的镍磷合金镀层，关于化学镀的方法可参照有关文献。 电镀镍磷合金的镀液主要有三个系列，这就是氨基磺酸镍一亚磷酸型、硫酸镍一次磷酸型和硫酸镍一亚磷酸型。三种配方各有特点。氨基磺酸镍一亚磷酸型镀液成分简单、工艺稳定、镀层光亮细致、韧性好和镀层与基体金属结合力好等；缺点是配制镀液成本较高。该工艺可获取含磷量为l0％～l5％的镍磷合金镀层。硫酸镍一次磷酸型镀液所获取的镀层结晶细致、分散能力和覆盖能力好；但镀液的稳定性差。该工艺可获取含磷量约9％的镍磷合金镀层。硫酸镍一亚磷酸型的镀液是近年来人们研究较多和应用也较多的一种体系。这一体系的镀液特点是组成成分简单、镀层光亮细致、结合力好和容易获取较高磷含量的镍磷合金镀层；缺点是镀液的分散能力和覆盖能力还较差。 三种镍磷合金镀液的典型配方见表10一15。 表10一l5三种镍磷合金镀液的典型配方
含磷量的多少与镀液的配方和亚磷酸或次磷酸盐的含量和工艺条件有关。 作为代铬镀层的还有镍钨磷、镍钨铁等三元合金以及镍磷与耐磨微粒的复合镀层等，读者可查阅相关文献。 参 考 文 献 1张允诚，胡如南，向荣主编．电镀手册．北京：国防工业出版社，1997 2曾华梁，吴仲达等．电镀工艺手册第二版．北京：机械工业出版社，l989 3沈品华主编．表面工程手册第六篇电镀．北京：机械工业出版社，1998 4陈亚主编．现代实用电镀技术．北京：国防工业出版社，2003 5屠振密主编．电镀合金原理与工艺．北京：国防工业出版社，1993 6杨哲龙，屠振密，张景双等．三价铬电镀新进展．电镀与环保，2001，21(2)：1 7 Robert K．Guffie．The handbook of hard chromium platin9．Gardner publicationsInc。1986 8钱达人．稀土添加剂在电沉积铬时的应用．材料保护，l991，24(3)：24 9何建平，马腾，钱达人．添加剂对滚镀铬工艺性能的影响．材料保护，1998，31(11)：10 10赵黎云，钟丽萍，黄逢春．电镀铬发展与展望．电镀与精饰2001，23(5)：9 11陈亚，苗艺，王春林．我国高效硬铬电镀技术的应用与发展．电镀与环保，2000，20(3)：5 12张升达，汤学红，王如星．硬铬电镀技术的发展与现状．表面技术，2000，29(6)：6 13关山，张琦。胡如南．电镀铬的最新发展．材料保护，2000，33(3)：1 14李新梅，冯拉俊．镍铬电镀光亮剂的发展．电镀与涂饰，2001，20(4)：40 15沈品华，钱宝粱．3HC-25高效镀硬铬添加荆的研制和应用．材料保护，2000，33(12)：20 16邹坚．电镀黑铬工艺在照相机上的应用．电镀与涂饰，l991，10(1)：40．USPl581188 17刘建平，胡耀红，詹益腾．三价铬电镀的研究与发展．表面技术，2003，32(3)：5 18吴双成．稀土镀铬产生黄膜的原因．电镀与涂饰，l999，18(4)：67 19何生龙．低浓度镀铬工艺．电镀与环保，l992，12(2)：1 20 USP4234396 21 USPl l802463 22 USP3654101 23 USPl581188 24 USP4206019 25 USP4690735 26 USP4472249 27 Hyman Chessin．Bright chromium plating baths and process．United States Patnt：US4472249．1984-09-18 28 Hyman Chessin，Kenneth R，Newby．Chromium plating bath for producing non-iri- descent，adherent,bright chromium deposits at high effiiencies and substantially free。 of catodic low current density etchin9．United States Pamt：US4 588 481，1986-05- 13 29 Simion Chizhevski．Electrolyte for eletroplating of chtomium based coatin9，having improved wear resistance corrosion resistance and plasticity．United States Patnt： US5 582707。1996-12-10 30 Anthony D．Baranyi．Hard chromium plating from hexavalent plating bath．UnitedStates Patnt：US4406756，1983-09-27 |
