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本文采用焦磷酸体系电刷镀液,通过电刷镀技术在45钢基体上沉积铅锡铜、锡锌和铜锡三种合金镀层,研究了各镀层的工艺条件、组织结构和摩擦磨损性能,重点分析了铜锡合金镀层。试验通过改变刷镀电压、pH值、刷镀液中主盐浓度、刷镀时间和电极材料等工艺参数,研究了其对镀层形貌与成分的关系,确定了最佳的工艺参数,制备出不同成分的镀层。采用X射线衍射仪(XRD)分析镀层的物相结构、扫描电镜(SEM)表征镀层组织形貌、能量色散X荧光(EDXRF)测镀层成分与厚度、显微硬度计测量镀层显微硬度和表面综合测试性能仪测试摩擦磨损性能,试验结果如下所示。1. Pb-Sn-Cu三元合金随镀液中SnCl2·2H2O的浓度增加,镀层中锡含量上升,铅含量下降,铜含量保持不变；增加镀液中CuSO4的浓度,镀层中铅含量下降,锡、铜含量上升；镀层厚度随刷镀时间增加而变厚,36min时达到最大值16.5μm,镀层沉积速率先增大后减少,刷镀12min时沉积速率达到最大值0.548pm/min;物相分析表明镀层中由铅和铜锡化合物两种相组成,随着铜含量增加,化合物由Cu6Sn5变成Cu3Sn,镀层硬度从HV0.0110.5升高至HV00119.6；摩擦磨损结果表明,镀层的摩擦系数在0.43～0.56之间波动,发生了磨粒磨损。2. Sn-Zn合金随着刷镀速度从65mm/s增至195mm/s,镀层沉积速率从0.95μm/min增至1.89μm/min,增幅为100%；当电压为2.5时,镀层仅含0.2%的锌,随电压升高至10V,锌含量增至63.0%；随镀液中的ZnSO47H2O从23.27g/L上升到69.81g/L,镀层中锌含量从21.75%升至59.23%；物相分析表明,锌含量为63.0%的镀层中存在锡和锌两种单质相；随着锌含量增加,镀层硬度从HVo.0133.3增至HVo0158.6,增幅为78%,镀层耐磨性增强,摩擦系数从0.22增加到0.30。3.Cu-Sn合金(1)通过研究确定了最佳工艺参数为pH值9.5、阳极运动速率130mm/s、镀液温度50℃、刷镀电压4V,在此条件下,改变镀液中SnCl2·2H2O的浓度制备出锡含量从27.7%-70.0%的镀层。(2)对镀层物相分析结果表明,锡含量低于38%时,镀层a-Cu固溶体和Cu20Sn6相所构成；锡含量在38～62.0%之间时,镀层由Cu6Sn5和Cu2oSn6所构成,镀层硬度较高,当锡含量在61.4%时,硬度达到最大值329.7HV；锡含量超过62%时,镀层由Cu6Sn5和p-Sn构成,硬度较低。(3)镀层的性能分析显示,附着力在18-26N之间波动；刷镀18min的镀层孔隙率非常低,为0.20～0.63个/cm2；在干摩擦条件下,锡含量低于38%时,摩擦系数在0.4～0.5之间,锡含量高于38%时,摩擦系数在0.6～0.7之间,有较好的耐磨性能,锡含量为61.4%时磨损量最小,主要发生了磨粒磨损和粘着磨损；在润滑条件下对锡含量为61.4%的镀层进一步研究,摩擦系数在0.05～0.10之间,磨痕宽度为在50～60μm之问,发生了轻微的磨粒磨损。