镍钨合金电沉积工艺研究

摘要

随着工业的发展和人类环保意识的加强，电镀硬铬技术的使用受到了极大的限制。代铬工艺的开发已经成为表面处理领域中的研究热点。在众多代铬技术中，镍钨合金由于具备高硬度，高耐磨性以及良好的耐蚀性能受到了广泛关注。本课题以较低的主盐浓度研制出一种具有高钨含量，高硬度，优异耐蚀性能的纳米级镍钨合金镀层。
　　本试验采用硫酸盐体系制备镍钨合金，首先确定了主盐的用量。钨酸钠浓度太低将导致镀层钨含量和硬度降低，达不到代铬镀层的要求，钨酸钠浓度过高，将引起成本提高，钨酸钠最佳用量为45 g/L。采用单因素实验探究了配位剂对镀层钨含量以及硬度的影响，配位剂浓度升高，将导致镀层钨含量和硬度下降，柠檬酸最佳用量为45 g/L。正交试验结果表明，添加剂中对镀层性能影响最显著的为糖精钠，糖精钠浓度过高将引起镀层钨含量降低，浓度过低会导致合金镀层表面不均匀。工艺条件中对镀层影响最大的温度，镀液最佳温度为65℃。本文对热处理工艺进行了单因素实验，结果表明，热处理中所用气体对镀层表面形貌影响较大。在氩气氛围中热处理镀层表面均匀细致，几乎无裂纹产生。本文还研究了脉冲电沉积镍钨合金工艺，选用单因素试验研究了平均电流密度，频率以及占空比对镀层钨含量，硬度以及晶粒尺寸的影响。结果表明，平均电流密度过低，将导致合金镀层出现裂纹。频率太高或太低都会引起镀层钨含量和硬度降低。镀层钨含量会随着占空比的增大而减小。与直流镀相比，脉冲镀可以得到钨含量和硬度更高，晶粒更细致，耐蚀性更优异的镀层。
　　采用极化曲线，循环伏安曲线以及电化学阻抗测试对沉积机理进行探究，结果表明，镍钨合金在柠檬酸的配位下一步反应完成共沉积过程，配位剂浓度的增大将导致还原电势负移，且镀层钨含量减小。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 代硬铬技术简介

1.3 电镀镍钨合金

1.4 本文主要研究内容

第2章 实验内容及分析方法

2.1 试验药品及试验仪器

2.2 镍钨合金的制备

2.3 热处理工艺的研究

2.4 电镀过程机理研究

2.5 镀层综合性能测试

第3章 直流电镀制备镍钨合金

3.1 镀液组成及工艺条件对镀层性能的影响

3.2 热处理工艺对镀层硬度的影响

3.3 电镀过程机理研究

3.4 本章小结

第4章 脉冲电镀制备镍钨合金

4.1 平均电流密度对镀层性能的影响

4.2 频率对镀层性能的影响

4.3 占空比对镀层性能的影响

4.4 脉冲电镀与直流电镀比较

4.5 本章小结

第5章 电沉积镍钨合金技术及市场经济分析

5.1 电沉积镍钨合金技术特点

5.2 本课题所研制电沉积镍钨合金工艺特点

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

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