无刻蚀低温镀铁工艺与镀层质量的研究

论文摘要

无刻蚀低温镀铁具有强大的修复功能,近年来被广泛地应用于各工程领域。本文以氯化亚铁溶液为电镀液,以普通碳钢为被镀试件,采用自制不对称交-直流电源,经对称交流活化、不对称交流镀和直流镀等施镀过程。并运用电子扫描电镜、显微硬度计、XRD等先进测试方法,对纯铁镀层和Fe-SiO2复合镀层的主要性能进行检测。结果表明,二者外观质量均良好,纯铁镀层表面存在不规则的网状微裂纹,内部存在氢致裂纹,且镀层晶粒细小。经锉刀和热震实验检测,铁镀层结合力较好。通过在镀液中加入SiO2颗粒可获得优质耐磨的铁基复合镀层。在最佳工艺条件下,随镀液中SiO2含量增加（≤30g/L）,镀层中SiO2数量增多且表面微裂纹减少,当SiO2含量为30g/L时复合镀层综合性能最佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 低温镀铁简介
• 1.1.1 国内外电镀铁的发展
• 1.1.2 低温镀铁与其它修复方法的比较
• 1.2 电镀铁的分类
• 1.3 无刻蚀低温镀铁工艺
• 1.3.1 工艺特点
• 1.3.2 低温镀铁的简单原理
• 1.3.3 镀液的主要配制方法
• 1.3.4 主要工艺流程
• 1.3.5 镀液的保存
• 1.4 无刻蚀低温镀铁的应用
• 1.5 低温镀铁的研究现状
• 1.6 铁基复合镀
• 1.6.1 复合电镀简介
• 1.6.2 国内外复合电镀技术的发展及现状
• 1.6.3 复合电镀的分类
• 1.6.4 复合电镀的特点
• 1.6.5 铁基复合镀研究现状
• 1.6.5.1 铁基高硬度复合镀层
• 1.6.5.2 铁基自润滑复合镀层
• 1.6.5.3 纳米复合镀层
• 1.6.5.4 电镀铁合金
• 1.7 课题的实用价值和理论意义
• 2 试验内容
• 2.1 试验材料及仪器
• 2.2 低温镀铁的工艺流程
• 2.2.1 低温镀铁的镀前准备阶段
• 2.2.2 低温电镀铁的电镀阶段
• 2.2.3 低温镀铁的镀后处理
• 2.3 性能检测
• 2.3.1 电子扫描电镜检测
• 2.3.2 沉积速率的测定
• 2.3.3 显微硬度的测定
• 2.3.4 耐蚀性能的测定
• 2.3.5 耐磨性能的测定
• 2.3.6 结合强度的测定
• 2.3.7 镀铁层的 X 射线衍射分析
• 2 复合镀层成分的分析'>2.3.8 Fe-SiO₂复合镀层成分的分析
• 3 试验结果分析
• 3.1 镀件宏观表面
• 3.2 铁镀层电子扫描电镜分析
• 3.2.1 铁镀层微观表面形貌
• 3.2.2 铁镀层断面形貌
• 3.2.2.1 铁镀层微观断面形貌
• 3.2.2.2 铁镀层组织形貌
• 3.2.3 铁镀层内的微裂纹
• 3.2.3.1 微裂纹形貌
• 3.2.3.2 pH 值对铁镀层内微裂纹的影响
• 3.3 正交实验分析
• 3.3.1 以沉积速率为性能指标
• 3.3.2 以显微硬度为性能指标
• 3.3.3 以腐蚀速率为性能指标
• 3.3.4 以磨损量为性能指标
• 3.4 工艺条件对铁镀层质量的影响
• 3.4.1 pH 值与镀层质量之间的关系
• 3.4.1.1 pH 值对镀层沉积速率的影响
• 3.4.1.2 pH 值对镀层显微硬度的影响
• 3.4.1.3 pH 值对镀层腐蚀速率的影响
• 3.4.2 主盐浓度与镀层质量之间的关系
• 3.4.2.1 主盐浓度对镀层沉积速率的影响
• 3.4.2.2 主盐浓度对镀层显微硬度的影响
• 3.4.2.3 主盐浓度对镀层腐蚀速率的影响
• 3.4.3 镀液温度与镀层质量之间的关系
• 3.4.3.1 镀液温度对镀层沉积速率的影响
• 3.4.3.2 镀液温度对镀层显微硬度的影响
• 3.4.3.3 镀液温度对镀层腐蚀速率的影响
• 3.4.4 电流密度与镀层质量之间的关系
• 3.4.4.1 电流密度对镀层沉积速率的影响
• 3.4.4.2 电流密度对镀层显微硬度的影响
• 3.4.4.3 电流密度对镀层腐蚀速率的影响
• 3.5 铁镀层结合强度分析
• 3.6 铁镀层 X 射线衍射分析
• 3.7 本章小结
• 2 复合镀'>4 Fe-SiO₂复合镀
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 2 复合镀结果分析'>4.3 Fe-SiO₂复合镀结果分析
• 4.3.1 复合镀层表面形貌
• 4.3.2 复合镀层断面形貌
• 2 含量对复合镀层性能的影响'>4.3.3 镀液中 SiO₂含量对复合镀层性能的影响
• 2 含量对镀层沉积速率的影响'>4.3.3.1 SiO₂含量对镀层沉积速率的影响
• 2 含量对镀层显微硬度的影响'>4.3.3.2 SiO₂含量对镀层显微硬度的影响
• 2 含量对镀层耐磨性能的影响'>4.3.3.3 SiO₂含量对镀层耐磨性能的影响
• 2 含量对镀层耐蚀性能的影响'>4.3.3.4 SiO₂含量对镀层耐蚀性能的影响
• 2 沉积量的影响'>4.3.4 工艺条件对 SiO₂沉积量的影响
• 2 沉积量的影响'>4.3.4.1 pH 对 SiO₂沉积量的影响
• 2 沉积量的影响'>4.3.4.2 电流密度对 SiO₂沉积量的影响
• 4.3.5 复合镀层结合强度分析
• 4.3.6 复合镀层的成分
• 4.4 本章小结
• 5 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果