论文部分内容阅读
本文采用高频脉冲电镀技术(≥20kHz)研究了镍钴合金镀层的内应力、镀层形貌和微观结构以及耐磨性能等。在内应力的研究上,采用不同的脉冲电镀参数如电流密度,频率和占空比对电镀工艺参数进行了优化,得出了内应力的最佳电镀工艺参数是脉冲频率80kHz,占空比0.30,平均电流密度2A/dm2。并在此基础上研究了脉冲频率、平均电流密度和CoSO4·7H2O浓度对镀层内应力的影响。结果发现,镍钴合金镀层内应力随脉冲频率的增大,先减小然后增大,当频率为80kHz时为最小；当电流密度从2A/dm2到10A/dm2的变化范围内改变时,随着电流密度的不断加大,合金镀层内应力会不断增强；在脉冲频率为80kHz时,随着镀液COSO4·7H2O浓度逐步提高,合金镀层内应力先增加后降低,在浓度为35/L时有最大值26.4MPa.在镀层的形貌和结构上,研究发现,镀层中钴含量的多少对镀层形貌的组成的影响尤为重要。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对镍钴合金镀层进行实验分析后,发现镀层中钴含量随脉冲频率、镀液中钴浓度的升高而增加,随电流密度的增大反而下降；纯镍镀层以面心立方的电沉积方式进行堆积,随着镀层中钴含量的增加,镀层逐渐由面心立方向密排六方的沉积方式转变,直至最后以密排六方沉积方式为主；钴含量较低的镀层,电沉积不均匀,致密性较差；随着钴含量在镀层中的增加,镀层的质量提高显著,孔隙率下降,致密性也更好。采用高频脉冲电镀法在不锈钢环上制备镍钴合金镀层。研究了脉冲频率、占空比、镀液中硫酸钴的质量浓度、平均电流密度以及pH对Ni-Co合金镀层表面形貌和耐磨性的影响。与直流电镀所得Ni-Co合金镀层相比,高频脉冲电镀所得镀层的孔隙率较低,表面均匀、致密,耐磨性较好；Ni-Co合金镀层的耐磨性随脉冲频率升高或镀液中硫酸钴含量增大而显著增强,但随占空比或电流密度升高而变差；随镀液pH升高,镍钴合金镀层的耐磨性先提高后降低的趋势；高频脉冲电镀制备Ni-Co合金镀层的较佳工艺条件为：脉冲频率140kHz,占空比0.20,平均电流密度2A/dm2,镀液pH3.5,温度55℃,时间40min,CoSO4·7H2O浓度35g/L。