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低温镀铁技术的发展与应用

发布日期: 2021-12-15  浏览人数:

低温镀铁是指用不对称交流一直流电在较低温度(4℃即可开始镀)下进行的镀铁工艺。其原理是通过一定手段,使交流电两个半波不相等,通电后较大的半波使工件呈阴极极性,镀上一层镀层;另一个较小的半波使工件呈阳极极性,将部分镀层电解掉,这样逐渐增厚镀层。低温镀铁设备简单,所得镀层均匀,表面较平滑,结合强度高。
 
1 低温镀铁的特点
 
(1)低温镀铁层硬度高,通过工艺控制可调整硬度范围,洛氏硬度最高可达63~65。
 
(2)镀铁层与基体合成一体,镀层与基体结合强度较高。显微观察镀铁层的铁素体与基体铁素体呈连续分布。
 
(3)镀层表面有微裂纹,呈网状。有较好的储油性能和良好的耐磨性能。
 
(4)低温镀铁沉积速率快,约0.6~1.0 mm/h,镀层厚度一次可达2 mm。加之镀铁成本低,无毒,故可广泛应用。
2 低温镀铁技术的发展
 
国外最早于1846年就开始有关于镀铁的研究报道,最初应用于印刷铅板表面镀铁[2]。在印刷工业中所用铅版、铜版上镀一层很薄的铁,可提高其耐磨性,延长其使用寿命,同时能防止某些印刷颜料的作用。当时采用的为硫酸盐镀铁法,这种镀铁液沉积速率很慢,应用面窄。到了1908年,有学者开始对氯化物镀铁工艺进行了研究,结果在室温下得到的镀层硬而脆、内应力高、结合力差且易脱落,因此只适用于高温电镀。此镀液体系后经改进,形成了高温氯化物直流镀铁工艺,并在磨损件修复中得到了广泛的应用;但高温镀铁需要复杂的加热和保温设备,镀液挥发性较大,而且由于是酸性溶液,对环境污染很严重,并且镀层硬度和耐磨性能较差[1]。至上世纪60年代末,由于电子技术的发展,一些国家在镀铁技术中采用了不对称电镀电源[2],使氯化物镀铁技术得到了发展,镀层的硬度及耐磨性能也有了较明显的提高。近几年来,大部分国家已把镀铁的研究转到了非晶态镀层、耐蚀性镀层和磁性镀层等方面。
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