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复合摩擦电刷镀技术是电刷镀技术的新进展,镀液中因加入了不溶性固体颗粒和采用了摩擦块实施刷镀,故能获得良好的镀层质量,在表面强化中得到越来越广泛的应用。本课题在改良的Ni-W-D合金镀液中加入TiB2颗粒,以期获得硬度较高,耐磨性较好的复合镀层,用来解决大型覆盖件冲压模具表面强化问题。
为更好地进行工艺实验,本课题研制了一台逆变式多波形电刷镀电源,该电源可输出直流、脉冲方波、三角波和交流方波等多种波形,且可实现电压0~32V连续可调,并可实现负载下输出的极性转换,扩展了电刷镀电源的应用范围,使操作更方便。
采用四种不同的电流波形实施电刷镀工艺实验,考察电流波形对镀层性能的影响,并找出镀层性能较好的电流波形和工艺规范实施复合摩擦电刷镀。实验结果表明:采用占空比为85%、频率为3HZ的脉冲方波,可获得综合性能良好的镀层质量,镀层硬度可达580.3HV。
将常用的合金镀液进行配方改良,采用改良配方的镀液实施刷镀,并与常用的Ni-W-D镀层进行比较,对比结果表明:改良配方镀层中钨和钴的含量有了一定程度的提高,镀层平均硬度为597.5HV,高于常用的Ni-W-D镀层。
采用镀层性能较好的工艺规范和改良配方的Ni-W-D镀液实施复合摩擦电刷镀。采用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析、对磨法、锉刀法等对镀层组织性能进行分析,分析结果表明:改良配方的Ni-W-D/TiB2复合镀层主要由单相镍面心立方固溶体和TiB2组成,钨、钴固溶于镍金属晶格点阵中;镀层致密,与基体结合良好,具有较高的硬度,平均硬度高达694HV;镀层具有良好的抗粘着磨损和磨料磨损的能力。
总之,由于将常用的Ni-W-D合金镀液进行了改良配方,并加入了TiB2颗粒,复合镀层可获得良好的综合性能,为其应用于大型冲压模具表面强化打下了一定的基础。