基于焦磷酸體系電刷鍍多元合金組織與性能的研究.pdf

1、本文采用焦磷酸體系電刷鍍液，通過電刷鍍技術(shù)在45鋼基體上沉積鉛錫銅、錫鋅和銅錫三種合金鍍層，研究了各鍍層的工藝條件、組織結(jié)構(gòu)和摩擦磨損性能，重點分析了銅錫合金鍍層。試驗通過改變刷鍍電壓、pH值、刷鍍液中主鹽濃度、刷鍍時間和電極材料等工藝參數(shù)，研究了其對鍍層形貌與成分的關(guān)系，確定了最佳的工藝參數(shù)，制備出不同成分的鍍層。采用X射線衍射儀(XRD)分析鍍層的物相結(jié)構(gòu)、掃描電鏡(SEM)表征鍍層組織形貌、能量色散X熒光(EDXRF)測鍍層成分與

2、厚度、顯微硬度計測量鍍層顯微硬度和表面綜合測試性能儀測試摩擦磨損性能，試驗結(jié)果如下所示。
　　1.Pb-Sn-Cu三元合金隨鍍液中SnCl2·2H2O的濃度增加，鍍層中錫含量上升，鉛含量下降，銅含量保持不變;增加鍍液中CuSO4的濃度，鍍層中鉛含量下降，錫、銅含量上升;鍍層厚度隨刷鍍時間增加而變厚，36min時達(dá)到最大值16.5μm，鍍層沉積速率先增大后減少，刷鍍12min時沉積速率達(dá)到最大值0.548μm/min;物相分析表明鍍

3、層中由鉛和銅錫化合物兩種相組成，隨著銅含量增加，化合物由Cu6Sn5變成Cu3Sn，鍍層硬度從HV0.0110.5升高至HV00119.6;摩擦磨損結(jié)果表明，鍍層的摩擦系數(shù)在0.43～0.56之間波動，發(fā)生了磨粒磨損。
　　2.Sn-Zn合金隨著刷鍍速度從65mm/s增至195mm/s，鍍層沉積速率從0.95μm/min增至1.89μm/min，增幅為100％;當(dāng)電壓為2.5時，鍍層僅含0.2％的鋅，隨電壓升高至10V，鋅含量增至

4、63.0％;隨鍍液中的ZnSO4·7H2O從23.27g/L上升到69.81g/L，鍍層中鋅含量從21.75％升至59.23％;物相分析表明，鋅含量為63.0％的鍍層中存在錫和鋅兩種單質(zhì)相;隨著鋅含量增加，鍍層硬度從HV00133.3增至HV0.0158.6，增幅為78％，鍍層耐磨性增強，摩擦系數(shù)從0.22增加到0.30。
　　3.Cu-Sn合金(1)通過研究確定了最佳工藝參數(shù)為pH值9.5、陽極運動速率130mm/s、鍍液溫度5

5、0℃、刷鍍電壓4V，在此條件下，改變鍍液中SnCl2·2H2O的濃度制備出錫含量從27.7％～70.0％的鍍層。(2)對鍍層物相分析結(jié)果表明，錫含量低于38％時，鍍層α-Cu固溶體和Cu20Sn6相所構(gòu)成;錫含量在38～62.0％之間時，鍍層由Cu6Sn5和Cu20Sn6所構(gòu)成，鍍層硬度較高，當(dāng)錫含量在61.4％時，硬度達(dá)到最大值329.7HV;錫含量超過62％時，鍍層由Cu6Sn5和β-Sn構(gòu)成，硬度較低。(3)鍍層的性能分析顯示，附