【摘 要】
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Co-P合金镀层及其复合镀层具有独特的物理、化学性能,可以作为Cr(Ⅵ)涂层的替代品.化学镀Co-P合金镀速随络合剂浓度的增加而下降；随Co2+或H2PO2-浓度增加而增加,并且出现极大值；随pH值或温度的升高而增加.但pH值过高会增加反应激烈程度,降低镀液的稳定性,使镀层粗糙晦暗.电镀Co-P合金镀层中的P含量随镀液中的Co2+浓度增加而下降；随络合剂浓度的增加而增加.镀层中的P含量>8.79％
【机 构】
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装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系,北京 100072
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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Co-P合金镀层及其复合镀层具有独特的物理、化学性能,可以作为Cr(Ⅵ)涂层的替代品.化学镀Co-P合金镀速随络合剂浓度的增加而下降；随Co2+或H2PO2-浓度增加而增加,并且出现极大值；随pH值或温度的升高而增加.但pH值过高会增加反应激烈程度,降低镀液的稳定性,使镀层粗糙晦暗.电镀Co-P合金镀层中的P含量随镀液中的Co2+浓度增加而下降；随络合剂浓度的增加而增加.镀层中的P含量>8.79％(wt.％P)时,镀层表现为非晶态结构,P含量<8.79％(wt.％P)时,则表现为晶态结构.纯钴镀层的硬度可以达到525VHN.相同的沉积条件下,非晶态镀层(Co9-11wt.％P)硬度要高于晶态镀层(Co1-2wt.％P),分别是650VHN和720VHN.脉冲电流制备的Co-P合金镀层有更高的硬度,但是低于硬铬镀层.经1h300℃热处理,镀层硬度增加了将近一倍.相较于其他镀层(纯Ni,纯Co,Ni-P,Ni-Fe,Ni-Co等),Co-P合金镀层有更好的热稳定性.经400℃加热10min,晶态Co-P合金镀层粒径基本保持不变.P的分布对Co-P合金镀层的热稳定性有重要影响.随热循环次数增多,Co-P合金镀层表面硬度呈下降趋势,镀层发生塑性变形→产生热裂纹→与基体脱离→基体受到损害.在腐蚀环境中,Co的溶解导致P在表层富集且与水的反应,形成一层吸附磷酸阴离子的膜,阻止水到达电极表面,防止Co的水化.即使含有少量P,Co合金镀层耐蚀性能也会提高.随着P含量的增加,腐蚀电流密度降低,腐蚀电位正向移动,表明镀层耐蚀性提高.P含量增加会导致镀层中的残余压应力,但是过高也会造成腐蚀和裂纹.脉冲电流比直流辅助制备的镀层具有更低的整体腐蚀率.Co合金镀层的滑动摩擦磨损量比对比材料的要低,包括低碳钢、工具钢和硬铬.当在纯Co中加入2-wt.％的P时,磨损率大幅度下降.但是,超过2-wt.％后,继续加入P,很难提升其耐磨性,即使提升到11-wt.％,对Co-11-wt.％P进行热处理,硬度会升高,但是耐磨性并没有多大改变.Co-P复合镀层因其独特的物理、化学性能得到越来越多的研究.加入n-ZrO2颗粒不仅可以细化镀层的组织结构,而且还可以提高镀层硬度等.加入n-Al2O3,由于大量的非金属颗粒存在,镀层的高温耐磨性大大提高.加入CNTs可明显提高Co-P镀层的强度、硬度、耐蚀性以及与基体的结合力.与Cr(Ⅵ)镀层相比,热处理后的Co-P-CNTs镀层不具有毒性,并有更高的硬度、耐腐蚀性和耐磨性,可考虑作为Cr(Ⅵ)镀层的替代品.
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