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热喷涂技术代替电镀硬铬之浅见及其它

林惠令吴恒显张志敏林菁（Ｉ－海凯林新技术实业公司上海２００２３５）①

提要：

热喷涂中的等离子喷涂（ＡＰＳ）与高速氧…一燃气喷涂（ＨＶｏＦ）是两种常用的喷涂方法，目前

几乎在所有工业部门广泛应用。由于ＡＰＳ与ＨＶＯＦ都具有优异的涂层性能以及对环境较低的污染，代替镀铬镀层已成为不争的事实。我们结合我们的工作实践，在球阀、瓦楞辊、水轮机、网纹辊得到了以喷代镀的成功例子，这将在国民经济中起到重要作用。

电镀是非常古老的工业，早在１９世纪就出现了电镀生产的雏形。由于镀铬层具有独特的综合性

能（较高的硬度、优良的结合力、耐蚀性、装饰性及其耐擦伤性和低摩擦系数），在国民经济中起到了很大的作用。特别是六价铬（Ｃｒ＋６）镀层具有光亮、坚硬、抗变色、耐热、耐磨等特点；在大气下能长久保持原来的光泽；在酸、碱中都有很高的化学稳定性。

镀铬层的硬度、耐磨性及相应关系。通常镀铬层的维氏硬度为Ｈｖ３００６５０～９００，比铸造铬的硬度高，这是由它的组织成分决定的。实践证明，随着镀铬层中氧含量的增加，镀铬层的硬度也相应提高。镀铬层的机械耐磨性能并不是由高硬度所致，高硬度与高脆性是伴随的。因为高氧化的硬铬镀层的硬度很高，但耐磨性极差，而脆性大且易碎。只有在Ｈｖ７５０～９００时硬铬镀层才具有良好的耐磨性。

镀铬层有较低的摩擦系数，被用于各种机械零件中（如汽车曲轴、活塞环、气门杆、汽门、汽缸套等），钢厂的冷轧工艺辊（如张紧辊、转向辊等）。在工业中具有耐蚀和薄镀层工件在接触和相对运动中都需要低摩擦系数。

由于以上的镀层物理特点，使它有广泛的应用，但它的化学特性使它的使用范围受到了一些限

制。铬的标准电极电位Ｅｏ＝．０．５６Ｖ，比铁的标准电位略负。按其标准电位所列的位置而言是较活泼金属，从热力学的角度改变其化学性能和铁相似（不防腐），但事实上铬显示了非活泼金属一样的性能，原因在于铬在很微小的氧化作用下会在其表面上生成铬的氧化物，而使表面钝化。其次，是由铬很差的浸润性决定的，即铬不亲和含水的介质决定了镀铬层的耐腐蚀性。但优良的化学特性和物理特性是有条件的，即镀铬层必须保持连续性，若因工艺本身或控制的原因而导致镀层内存在微裂纹，就不可避免的会产生深度到基体的粗大裂纹，这使得镀层的优点丧失殆尽，加速腐蚀的产生，这种缺陷几乎是严重的，因为在电镀过程中镀铬层具有很高的拉应力。在电镀后的机械加工（如抛光、研磨）及使用过程中，由于应力的释放而使裂纹加深，镀层破裂到基体使镀铬镀层的优点失效。通常需要镀硬铬的零配件的材质大多为高强度钢，表面的镀硬铬镀层具有了高强度及耐磨的优点，但缺点是镀层硬而脆，易脱落，当受到改变载荷的冲击就更为明显。另外高强度钢对氢脆的敏感很大，一般的水溶液即使是天然水中微量的氢都有可能带来氢脆的危害。在足够大的拉伸应力作用下会加速氢脆的有害影响。在电镀铬的过程中，电镀的效率很低，约为２０一２５

很薄（＜０．０１ｍ．ｍ）。

以上是从物理与化学特性上分析了镀硬铬镀层的优缺点。在镀硬铬的过程中使用铬酸溶液，镀

铬时会有大量的氢气析出，其中夹杂着六价铬离子，形成酸雾。六价铬是稳定的，它不能像氰化物那样可以自然降解，它可长期在自然和人体、生物体内积蓄，造成极大的危害。如果水中的六价铬

①本文通讯联系人：林惠令（上海凯林新技术实业公司上海２００２３５）．１２２—ｕｍ／ｈ，所以镀硬铬镀层