真空離子鍍鉻合金厚膜替代電鍍硬鉻工藝研究

　　離子鍍功能厚鍍膜主要用于提高工件耐磨性和耐蝕性，膜層厚度40 μm 以上。離子鍍鉻合金厚鍍膜代替電鍍硬鉻工藝研發(fā)，已取得滿(mǎn)意成果，可以投入工業(yè)生產(chǎn)，可以向社會(huì )提供技術(shù)及專(zhuān)用設備。

　　電鍍在工業(yè)上應用極其廣泛，已深入到各個(gè)領(lǐng)域，在抗大氣腐蝕節省資源做出巨大貢獻。電鍍生產(chǎn)過(guò)程中有三廢排放，又產(chǎn)生六價(jià)鉻，使用氰化物，對環(huán)境污染嚴重損害人體健康。而離子鍍是在真空環(huán)境進(jìn)行操作，不用酸堿鹽，不產(chǎn)生六價(jià)鉻，更不用氰化物，所以對環(huán)境沒(méi)有污染對人體無(wú)害�！墩婵针x子鍍替代電鍍技術(shù)》課題,1981 年在國家計委立項，1982-1983 年間得到國家計委資助，離子鍍替代電鍍勢在必行，也是最好選擇。

　　離子鍍膜根椐膜層厚度可分離子鍍薄膜及離子鍍厚膜， 離子鍍薄膜其膜層厚度均在1μm~6 μm，主要用在裝飾膜及刀具超硬膜制備，離子鍍厚膜，膜層厚度40 μm 以上，主要用在功能膜如高硬度耐磨膜、耐蝕膜及耐熱膜等制備。電鍍硬鉻在機械制造業(yè)中應用很廣泛，膜層厚度200 μm 左右，硬度Hv700-900。我們研發(fā)《真空離子鍍鉻合金厚膜替代硬鉻工藝》，鍍鉻合金厚膜厚度為56 μm,硬度為Hv1860，使用壽命比電鍍硬鉻高出近一倍。

　　離子鍍厚膜制備主要困難是如何防止膜層脫落，我們從鍍膜工藝優(yōu)化及膜層結構設計做了大量研究工作，有我們自已專(zhuān)利技術(shù)及工藝，很好解決這個(gè)難題。

1、電鍍與離子鍍技術(shù)特點(diǎn)

　　1.1、電鍍特點(diǎn)

　　我國電鍍現狀：我國電鍍工廠(chǎng)又多又分散，以中小型為主，加上近幾年周邊地區和一些國家又將電鍍工廠(chǎng)相繼遷移到大陸，雖然國家早有規定：不再批準建立電鍍工廠(chǎng)，對現有電鍍工廠(chǎng)加以整頓，但有些電鍍工廠(chǎng)轉入到農村，偷著(zhù)干“電鍍”，所以我國電鍍行業(yè)對環(huán)境污染更為嚴重, 中國電鍍企業(yè)己達2 萬(wàn)多家，每年向環(huán)境排放大量污染物，至少包括：固體廢物五萬(wàn)噸，酸性氣體三千萬(wàn)立方米;含重金屬離子廢水四億噸。

　　電鍍特點(diǎn)：

　　(1) 電鍍在工業(yè)中應用已久，深入到各個(gè)領(lǐng)域，設備簡(jiǎn)單，工藝容易操作。

　　(2)耗費大量的水、電、金屬等寶貴資源。

　　(3)電鍍嚴重污染著(zhù)我們的青山、綠水、藍天。

　　(4)電鍍過(guò)程中產(chǎn)生有毒物質(zhì)如六價(jià)鉻，氰化物等對人體有害。

　　(5)電鍍層中有鎘、鎳元素，易引起皮膚癌。

　　(6)電鍍膜與工件之間沒(méi)有過(guò)渡層,影響附著(zhù)性。

　　(7)組織為柱狀晶,有氣孔不夠致密,影響耐蝕性。

　　結論：根據自腐蝕電位越高耐蝕性越好的原則，離子鍍鉻合金和離子鍍鉻的耐蝕性都好于電鍍鎳及電鍍硬鉻。

　　(6) 砂輪磨損破壞性試驗

　　離子鍍鉻合金厚膜工件與電鍍硬鉻工件同時(shí)進(jìn)行砂輪磨損破壞性試驗, 其結果：電鍍硬鉻磨損50 s 膜層全部被磨掉，而離子鍍鉻合金鍍膜磨損90 s 膜層才被磨掉。也就是說(shuō)離子鍍鉻合金厚膜的耐磨損性比電鍍硬鉻高出近一倍。

　　結論：離子鍍鉻合金厚鍍膜比電鍍硬鉻膜層厚度薄的很多，但硬度高、耐蝕性好而且耐磨損高出近一倍。為什么會(huì )有這樣結果?其原因：

　�、匐x子鍍膜與基材之間有較寬過(guò)渡層，附著(zhù)性好。

　�、� 離子鍍膜層致密性好沒(méi)有氣孔等缺陷,耐蝕性好。

　�、� 離子鍍鉻合金厚鍍膜硬度高，耐磨性好。

　　(7) 離子鍍鉻合金厚膜與電鍍硬鉻成本核算

　　電鍍硬鉻(膜層厚度為200 μm)成本：每平方分米為7 元(7 元/dm2); 離子鍍鉻合金厚膜(膜層厚度為60 μm)成本：每平方分米為6 元(6 元/dm2)。結論：離子鍍鉻合金厚膜成本比電鍍硬鉻成本低。離子鍍厚膜在鍍膜工藝優(yōu)化及膜材設計還有降低離子鍍厚膜成本潛力可挖。

　　最后結論：所以離子鍍鉻合金厚鍍膜代替電鍍硬鉻工藝是可行的，可以投入工業(yè)生產(chǎn)，可以提供《真空離子鍍厚膜專(zhuān)用機》及離子鍍厚膜工藝。