【摘 要】
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本项研究采用电沉积技术,以铜锡合金替代铜或镍作为中间层成功在铝基体表面制备锡镀层,并以电流密度为工艺条件,分析铜锡合金镀层与锡镀层在不同电流密度下的形貌及性能变化。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦、硬度仪、能谱仪、微纳米力学综合测试系统、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站以及盐雾试验箱对铜锡合金镀层及锡镀层的表面形貌与物相组成进行表征,并对镀层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性进行性能测试。铜锡合
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本项研究采用电沉积技术,以铜锡合金替代铜或镍作为中间层成功在铝基体表面制备锡镀层,并以电流密度为工艺条件,分析铜锡合金镀层与锡镀层在不同电流密度下的形貌及性能变化。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦、硬度仪、能谱仪、微纳米力学综合测试系统、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站以及盐雾试验箱对铜锡合金镀层及锡镀层的表面形貌与物相组成进行表征,并对镀层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性进行性能测试。铜锡合金镀层在不同电流密度下的性能研究表明:电流密度在0.6 A/dm~2时镀层的硬度为230 HV,摩擦系数为0.129,同时具有优异的硬度与耐磨性,镀层中的铜、锡元素分别对镀层硬度与耐磨性起改善作用。电流密度在0.7 A/dm~2时镀层的腐蚀电流密度为0.624×10-6A/cm~2,低于其他条件镀层的腐蚀电流密度,镀层中的锡元素有利于改善耐蚀性,镀层厚度增加对镀层硬度、耐磨性、耐蚀性均起到促进作用。锡镀层在不同电流密度下的性能研究表明:以电沉积锡电流密度为工艺条件,锡镀层在0.2 A/cm~2的镀层硬度为61 HV,摩擦系数为0.28,极化电位为-0.982 V,镀层的硬度,耐磨性,耐腐蚀倾向在实验区间内均处于较高值,锡镀层内部包裹的气泡量随着电流密度的升高而增加,镀层在低电流密度下表现出更好的性能。以电沉积铜锡合金电流密度为工艺条件,电流密度在0.8 A/dm~2时锡镀层的硬度最高,达到119 HV。电流密度在0.7 A/dm~2时镀层的耐磨性最好,镀层的摩擦系数为0.227。锡镀层的硬度与耐磨性均与铜锡合金镀层的元素变化有关,锡镀层的硬度变化与铜锡合金镀层中的铜含量成正比。而铜锡合金镀层中锡含量的增加使铜锡镀层表面的晶须产生量减少,导致锡镀层表面平整性提高,使锡镀层具有更优异的耐磨性。锡镀层的耐蚀性与镀层的厚度呈正比。本文通过实验研究,分析了铜锡合金镀层与锡镀层在不同电流密度下的性能表现,并通过实验研究获得铝合金表面电沉积铜锡合金镀层与锡镀层的最佳工艺参数。
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