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非晶态Cr-C镀层成分均匀、结构均匀,因具有优于传统铬镀层的性能而备受重视。非晶态Cr-C镀层的显微硬度和耐磨性都明显高于传统铬镀层,特别是其显微硬度在一定温度范围内随温度的升高而升高,其硬度最高可达1800HV左右,有望成为高温环境下耐磨、耐蚀零件的有效处理方法。此外,传统的六价铬镀铬对人体和环境造成极大危害,目前在美、日等工业发达国家已全面禁止使用;随着环保意识的不断增强,传统的六价铬镀铬在我国也面临被淘汰的严酷现实。为了取代重污染的六价铬电镀,三价铬镀铬是目前最有发展前景的替代工艺之一,Cr3+离子的毒害污染仅为Cr6+离子的百分之一,因而得到人们的广泛关注。 本文选取高温环境下服役且需要高硬度、高耐磨性的4Cr10Si2Mo内燃机气阀钢为实验材料(阴极),采用以Cr3+离子为主的镀液,在工件表面电沉积非晶态Cr-Fe-C合金镀层。镀液以硫酸铬和硫酸氨作为主盐和导电盐,用草酸氨作络合剂;为了适应工程化应用,阳极材料选用SUS304钢(即0Cr18Ni9)。通过改变络合剂的含量、电流密度和电镀时间,在阴极上沉积了不同厚度的非晶态Cr-Fe-C镀层。 对上述工艺制备的镀铬层,进行了外观、晶体结构、厚度、硬度及耐蚀性的检测。在选定工艺下制备的镀层为半光泽银灰色的非晶态Cr-Fe-C合金镀层,其沉积速率较快、镀层较厚,且镀层的耐蚀性较好。 最后对所制备的非晶态镀层进行了不同温度的热处理,并对热处理后的镀层进行了显微硬度和XRD分析。结果表明,热处理时随着温度的升高出现明显的硬化现象。其主要原因是由于镀层的非晶态结构在加热时发生了晶化转变,在形成高硬度碳化物的同时引起了内应力的增高。