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金属材料在实际应用中往往由于表面磨损、腐蚀等原因出现性能降低,使用寿命下降等问题。相比于等离子喷涂、高速火焰喷涂、化学气相沉积等手段,电沉积是一种简单而经济的表面处理技术。三价铬电镀作为一种环保而低成本的工艺近年来得到了快速的发展,但单一的铬镀层耐磨、耐腐蚀性较差,通过向镀液中引入共镀金属(例如镍、钴)来优化镀铬层性能是一种有效的手段。钴铬合金由于其良好的耐磨损、耐腐蚀性和生物相容性在机械、化工、航空航天、汽车、医疗以及电子工业方面得到了广泛的应用。本文采用直流和脉冲电沉积方法制备了Co-Cr合金以及Co-Cr-SiO2纳米复合镀层。镀液组成为:Cr2(SO4)3?6H2O 140g/L,CoSO4·7H2O 50 g/L,柠檬酸钠120g/L,甲酸钠65g/L,尿素65g/L,硼酸50g/L,KBr 50 g/L,NH4Cl 50 g/L,糖精0.5 g/L,十二烷基硫酸钠0.2g/L以及纳米SiO2。研究了镀液成分、电沉积方式、电流密度、镀液温度、电镀液搅拌速度以及电镀时间对合金镀层成分和性能的影响。采用正交试验确定了直流及脉冲电沉积最佳工艺条件为:pH值2.5;镀液温度30℃;电镀时间45 min。电流密度为150mA/cm2;搅拌速度为150r/min,脉冲电流占空比30%,脉冲电流频率1000Hz,电沉积时间为45分钟。对制备出的Co-Cr以及Co-Cr-SiO2镀层进行了显微硬度、表面形貌、耐腐蚀性测试。相比于直流条件下制备的Co-Cr合金以及Co-Cr-SiO2纳米复合镀层,脉冲条件下制备的镀层晶粒细化、表面致密,显微硬度由538HV和802HV分别提高到了689 HV和957HV。在3.5wt%NaCl溶液中进行的腐蚀测试表面直流Co-Cr合金镀层的腐蚀速率为0.0247g/cm2h,脉冲Co-Cr合金镀层的腐蚀速率为0.0121g/cm2h,脉冲镀层的腐蚀速率更低,与基材的腐蚀速率0.1088 g/cm2h相比分别降低了5.5及9倍。直流和脉冲Co-Cr-SiO2纳米复合镀层的腐蚀速率分别为0.0102g/cm2h和0.0079 g/cm2h;极化曲线测试表明直流和脉冲Co-Cr合金镀层的腐蚀电流密度为1.439×10-4A/cm2和0.7114×10-4A/cm2,自腐蚀电位为-0.89V和-0.86V;直流和脉冲Co-Cr-SiO2纳米复合镀层的腐蚀电流密度为0.78×10-4A/cm2和0.33×10-4A/cm2,自腐蚀电位为-0.82V和-0.75V。显然,纳米粒子的引入显著提高了镀层的显微硬度和耐腐蚀性。