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镀铬层的硬度和耐磨性

放大字体  缩小字体发布日期:2012-10-11  浏览次数:6515
核心提示:镀铬层的硬度和耐磨性在使用中一般相当好,不受电镀条件适当变化的影响。只要在使用中电镀上适当厚度的镀层,硬度和耐磨性就会起作用,但基体金属硬度和所遭受压力也需要对等[306]
 

镀铬层的硬度和耐磨性在使用中一般相当好,不受电镀条件适当变化的影响。只要在使用中电镀上适当厚度的镀层,硬度和耐磨性就会起作用,但基体金属硬度和所遭受压力也需要对等[306]。这些镀层通常是在高温下使用,且镀态硬度也会部分失效。另外,从热镀液中得到的软镀层常常有特殊使用,这要归因于它免除了裂纹或者提高了镀层的强度和结合力。三价铬沉积层加热后变得更硬,认为是铬与共沉积的碳反应生成碳化铬所致。

因为使用中会介入太多的其他因素,硬度的测量很难进行,且不值得去做。而且硬度不是一个简单的元素性质,它由知之甚少的其他性能所决定[307]。基于这些原因,在镀铬规范上通常不使用硬度测量。

通常,光亮六价铬镀层硬度为900~l000kg·mm-2,不管是Brinell、Knoop、维克斯还是金刚石棱锥形标度的硬度[6]都接近同一值。有机催化的六价铬沉积层在负荷50~lO0g时硬度达到1100Knoop或维克斯(硬度)。镀态三价铬镀层硬度属于相同的硬度范围,经热处理后硬度可达到1500Knoop或维克斯(硬度)(50~lO09负荷)。

显微硬度值在一定程度上由测试负荷决定,测试时镀层厚度必须足以经受住负荷,测试也可在厚度足够的断面进行。在软基体金属上,薄铬镀层将只显示基体金属的硬度,镀层必须非常厚才能表现其硬度。对钢基体上25p.m或更厚的镀铬层使用50~l000g负荷可良好的显示其硬度。建议镀层厚度应该至少是压头渗入深度的l4倍[308]。较低的负荷通常会使硬度值增加很多,而且结果更加准确。如果镀层的厚度足够,有时在镀层的截面进行测试[281]。如果在压头周围产生裂纹,则需要使用更小的负荷。

Brenner[86]等人报道,镀态铬层的Knoop硬度范围为300~1000,Hosdowieh[309]将刻痕硬度转换为Brinell标度,且报道了数值为640~11658。最软镀层是在15℃获得的灰暗镀层,最硬的是烧焦后的球粒。沉积层的外观与硬度有紧密的关系,所有的光亮镀层的硬度约为1000Brinell。

Eilender和Arend及其合作者[310,311]也做了进一步研究,Wahl和Gebauer[312]确定了在20~80℃、l0~200A/dm2以及250g/L溶液中得到的镀层在负荷为50g时的Viekers硬度为390~1280。

Brenner等人[86]对使用含氟催化镀液85℃时得到的镀层检测发现,镀层硬度比从硫酸盐催化镀液得到的大。Wahl和Gebauer[312]发现,从含氟硅酸盐镀液中得到的镀层硬度略大一点。总的来说,从含氟化物或络合氟化物催化剂镀液获得的镀层硬度比只含硫酸催化剂镀层硬度值高100~200个单位。似乎有确切证据表明,加热后镀层的硬度更高。

耐磨性可能比硬度更难检测。有两种检测方法得到了使用:相对较低负荷下的磨耗(类似于研磨)[309,312]和在较高压力下使用更硬的材料(如碳化钨飞轮)进行摩擦。大量证据表明,最硬的镀层不一定提供最好耐磨性,因而Hosdowich[309]发现在1000 Brinell左右的光亮或微灰白铬镀层具有最好的耐磨性,超过ll65 Brinell的过烧镀层,可能由于其脆性,耐磨性略次。同时,还发现不管是镀态还是通过适当热处理硬化的镀层,在750~800维克斯左右的中等硬度下的镀层具有最好的耐磨性[310,311]。

放射性铬镀层用于跟踪镀铬活塞环的摩擦以及检查转移到缸壁或润滑油的铬[314,315]。

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