超硬耐磨耐腐蚀纳米电镀硬铬工艺

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纳米金刚石复合电镀硬铬工艺是具有硬度高、摩擦系数低、耐磨损、耐腐蚀等优点，广泛应用于冶金结晶器、石油螺杆钻具和抽油泵筒、汽车减震器活塞杆、塑料挤出成型机头和螺杆、造纸纸浆泵和轧辊等领域。
一、工艺简述
1、简述：
纳米金刚石复合镀硬铬：可利用传统的电镀铬槽中进行生产，添加到电镀液中的纳米金刚石具有硬度高、化学稳定性好、粒径小（平均4-6纳米）且均匀、比表面积极大的优点，可与硫酸铬阳离子相互吸附并共沉积，实现复合镀硬铬。
2、共沉积原理：
2、1、纳米金刚石均匀分散在镀铬溶液中，在范德华力的作用下，纳米金刚石颗粒进一步靠近阴极界面。
2、2、纳米金刚石颗粒具有极大的比表面积，更易与阴极表面的碱式铬酸胶体膜和硫酸铬阳离子相互吸附，发生金属铬-纳米金刚石共沉积。随着电镀过程的进行，纳米金刚石不断被沉积镶嵌再金属镀铬层中，镀层不断加厚。
2、3、纳米金刚石也能够被金属表面吸附，其吸附点可成为碱式铬酸胶体膜产生的晶核，使胶体粘膜更易形成，析氢减少，电流效率与沉积速度提高，结晶细致程度也提高。

三、纳米复合镀硬铬工艺主要参数
电流：50-80 A/dm2
温度：57-59°C
搅拌：循环或气流搅拌
沉积速度：50-70微米/小时
四、纳米复合硬铬和普通硬铬主要性能指标对比

指标	纳米硬铬	普通硬铬	备注
晶粒	晶粒细小、致密，平均30-50纳米	晶粒平均150纳米
显微硬度Hv	1100-1250	900-1050	纳米金刚石颗粒弥散分布在镀层中，自身的硬度和强度对镀层起到了整体支撑作用，对镀层的强化发挥作用
摩擦系数	0.05-0.07	0.2	纳米金刚石具有极大的比表面积和表面活性，可牢固渗入或吸附摩擦表面，形成一层极薄的固体润滑膜，并在金属表面形成轴承效应，极大降低摩擦系数
耐腐蚀（温度35°盐雾浓度5%）	170小时以上	70小时	纳米硬铬晶体细密，厚度超过一丝即无针孔，耐腐蚀
结合力	纳米硬铬高30-40%		纳米金刚石的小尺寸效应，使镀层金属结合的更加牢固，有效提高镀层的结合强度

纳米复合镀铬层
普通镀铬层
纳米复合镀铬层和普通镀铬层相比，晶体结构、尺寸及镀层表面发生了变化。
1、普通镀铬层的晶粒直径约150纳米，镀层表面有许多深达3 мкм的凹坑。
2、纳米复合镀铬层的晶粒直径约为30-50纳米，镀层没有明显的凹坑，最大凹坑的深度小于 1 мкм。