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基材粗糙度对电镀的影响及解决措施

作者:[本站] 时间:[2019/02/25 16:52:50]

    活塞杆镀前的表面粗糙度对镀层的质量有重要的影响。在相同镀铬层厚度要求下(0.07~0.09 mm),镀前活塞杆表面粗糙度越差,镀后工件镀铬层表面粗糙差,孔隙率越高,镀层不完整越明显,镀层与工件表面的附着力差,更容易锈蚀,影响使用寿命。

    随着基材表面粗糙度的减小,试样的硬度增加,而硬度压痕则相应的减小. 这是因为基材表面粗糙度越小,镀铬层越致密,硬度越高. 另外,硬度压痕周围出现的不同程度的裂纹也能表明镀铬层的致密程度,从而反映镀铬层的硬度. 由图a 可见,当载荷为0. 98 N 时,硬度压痕周围出现了微裂纹,随着载荷的增加,硬度压痕周围的裂纹越来越多. 由图b 可见,当载荷为2. 94 N时,硬度压痕周围出现了数量较少的微裂纹,表明该镀铬层的致密性有所改善. 由图c 可见,在所有载荷条件下,硬度压痕周围均未出现微裂纹,表明该镀铬层的致密性最佳。

    当基材表面粗糙度过大时,镀铬层与基材界面处易存在缺陷,诸如气孔、微裂纹等. 这是因为当基材表面粗糙度过大时,在镀铬层沉积过程中,镀铬层的晶粒形核、长大过程较为缓慢,导致基材表面铬晶粒尺寸不均匀且分布疏松. 因此,随着镀铬层沉积过程的进行,在界面处极易形成气孔、微裂纹等缺陷.由图b 可见,当基材表面粗糙度较小时,镀铬层和基材界面清晰,未发现明显缺陷,形成的镀铬层较为均匀,但横截面出现了由界面生长出的微裂纹. 这主要是因为随着镀铬层沉积时间的延长,镀铬层厚度随之增加,残余拉伸应力得到释放,从而形成贯穿性裂纹. 由图c 可见,当基材表面粗糙度继续减小时,形成的镀铬层更加均匀平整,镀层与基材界面清晰,结合紧密,且未发现气孔、裂纹等缺陷.

    由于基材表面粗糙度过大,铬离子沿划痕方向沉积,并聚集形成了条状的镀铬层. 由b、c 可见,随着基材表面粗糙度的降低,镀铬层表面趋于平整,且存在少量微裂纹. 这主要是因为在电镀过程中,氢与铬发生反应生成了铬氢化合物,氢原子进入铬的晶格中,致使晶体结构发生畸变,导致由氧化物、氢氧化物与氢化物组成的晶体结构中产生较高的内应力. 当镀铬层达到一定厚度时,该内应力会促使镀铬层表面出现微裂纹. 微裂纹的产生是电镀铬工艺无法完全避免的现象,且镀层越厚,这种现象越明显。

    由此得出结论随着基材表面粗糙度的降低,镀铬层表面趋于平整、致密,镀铬层厚度减小,而硬度相对增加,且镀铬层中的微裂纹数量明显减少。

    所以为保证完整的镀铬层,延长镀铬活塞杆使用寿命,活塞杆镀前表面粗糙度必须控制在Ra0.2 μm 甚至Ra0.1 μm 以下,才能提高镀铬层的完整性。


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