2 多元钴合金镀层
2.1 Ni-Co-P
电沉积Ni-Co合金不能形成非晶体态结构,引入类金属元素P等,可形成非晶体态结构。镀层中P含量在5%~19%内可获得Ni-Co-P非晶体态合金镀层。P含量低于5%镀层为固溶体的晶态结构;P含量高于19%镀层为金属间化合物结构。未经热处理的Ni-Co合金硬度为412HV,随着热处理温度的提高,Ni-Co合金的硬度增加,300°C时达到{zd0}值430HV。非晶态Ni-Co-P合金的强度在常温下为753HV,随着热处理温度的升高,其硬度不断增加,300°C时达到{zg}值1360HV。非晶态Ni-Co-P合金的磨损量比硬Cr及Ni-Co合金的磨损量小。经2000次磨损,硬铬镀层的磨损量为29.13g/m2,Ni-Co合金镀层的磨损量为25.91g/m2,而非晶态Ni-Co-P合金镀层的磨损量为19.50g/m2,优于硬铬镀层及Ni-Co合金镀层。3%NaCl溶液中的浸泡试验结果表明:在Ni-Co-P合金镀层的组成范围内,非晶态结构的Ni-Co-P合金镀层的耐腐蚀性能明显优于晶态结构的耐腐蚀性能,高P含量的非晶态镀层腐蚀速率{zd1}。
2.2 Fe-Co-Ni
Fe-Co-Ni合金镀层的硬度、耐腐蚀性和表面光亮度接近硬铬镀层,一定程度上可代替铬镀层以减少环境污染。文献【13】用恒电位法电沉积Fe-Co-Ni三元合金,并运用X射线衍射能谱、扫描电镜等方法观察镀层的形貌,同时对镀层的失重率、显微硬度进行了测定,分析了有机添加剂、温度、pH值和阴极控制点位等工艺因素对电沉积的影响。结果表明:在一定量的有机添加剂下,若镀液温度为50~60°C,pH值为3.0~4.5,阴极电位控制在-1.2V时,能得到光亮、耐腐蚀性好、显微硬度高的Fe-Co-Ni三元合金镀层,其综合性能接近硬铬镀层。
2.3 Fe-Co-W
在Co-W镀液中加入硫酸铁电镀后可以得到Fe-Co-W合金镀层,可以通过控制渡槽中Fe的含量来控制镀层中Fe的含量。当Fe元素含量为30%(质量分数)镀层时,其硬度{zd0},接近镀铬层的硬度,并且其抗腐蚀性能更好,但是其抗磨损性能低于个镀层。电镀金属纳米层Fe-Co和Fe-Co-Ni可以通过循环伏安法和脉冲电镀法从酸性氯化物中得到。循环伏安法和脉冲电镀法师制备Fe-Co和Fe-Co-Ni纳米合金镀层的一种新方法。研究发现循环伏安法的阳极过程和脉冲电镀的周期是影响纳米电镀层形成的关键因素。在Fe-Co合金中增加Ni可以促进纳米晶的形成。循环伏安法和脉冲电镀得到的合金镀层的晶体学和形态信息可以用扫描电镜和X射线衍射方法得到。对X射线图谱的分析表明,在Fe-Co和Fe-Co-Ni电镀层中可能存在金属、合金相和非晶组织等。
Fe-Co-W非晶合金镀层的硬度值、耐磨性能随热处理温度升高而提高了,800°C达{zg}值,800°C以上则与之相反。在40N载荷下,经700,900°C热处理的Fe-Co-W镀层,其磨损率与镀铬层差不多,而经800°C热处理的镀层,其耐磨性优于镀铬层;在60N以下,800°C热处理后Fe-Co-W非晶合金镀层的磨损率随载荷的加大而增大;80N时,可能是由于主要磨损机制的改变(塑性流变或黏着磨损转变为高温氧化磨损),磨损率随载荷的加大而减小。在40N载荷下,不同温度热处理的Fe-Co-W非晶合金镀层的磨损机制不同。600°C以下热处理镀层的磨损形式主要为塑性流变;而镀铬层的主要磨损机制为硬质颗粒的磨粒磨损、疲劳磨损和剥落磨损。
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