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铜管表面处理技术:电镀、热喷涂

[ 关键词:铜管表面处理技术 电镀 热喷涂  发表日期:2019-01-11 09:39:11 ]

  铜管表面处理技术:电镀、热喷涂的介绍。

1.电镀

  在表面处理技术中, 电镀是最有效的方法之一。 电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中, 在直流电的作用下,以被镀基体金属为阴极,以欲镀金属或其它惰性导体为阳极,通过电解 作用,在基体表 面上获得结合牢固的金属膜的表面工程技术。 目前,利用电镀强化的结晶器有单镀层铜板和复合镀层铜板。 单一镀层主要用铬或镍; 现已开发结晶器复合镀层铜板,如 Ni—cr,Ni-Fe,Ni—Fe—w,Ni—Fe—co,Nico, Ni—w 等效果很好。此外,还有 Ni—w—P 镀层等另外,为降低生产成本,优化我国冶金技 术设备,国内已有人进行 电镀镍及其合金的研究,其中,以铜铬锆为材质的结晶器电镀镍铁,镍钴,钴镍镀层已经在 板坯连铸机获得应用。

  电镀与其它表面处理技术相比,具有以下优点:

  1)可以在形状复杂的零部件表面上获得合金镀层;
  2)控制电镀液组分和工艺条件,可得到任意成分的合金镀层;
  3)消耗能量低、方法简便、可规模生产;
  4)易进行自动化控制。

  但电镀与其它技术相比,存在以下缺点:

  1)涂层与基材之间为物理结合而非冶金结合,在结晶器浇注时频繁的冷热疲劳、钢水及 钢坯的冲击和摩擦经常引起涂层起皮剥落;
  2)涂层内部存在电镀过程中形成的针孔、针状疏松等缺陷,降低涂层的抗氧化和磨损性 能;
  3)镀层硬度低,耐磨性差;工艺不好掌握,但 Ni-Co–Fe 镀层克服一些因素,完全达到 热喷涂的效果。
  4)电镀铬属排污排废环境污染项目,属国家控制和逐步淘汰技术。

2.热喷涂

  热喷涂是指将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,用高速气流将其雾化、加速,使其以 高速喷射在 lT 件表面,形成喷涂层的一种金属表面加工方法。根据热源来分,热喷涂有 4 种基本方法:火焰喷涂 、电弧喷涂、等离子喷涂和特种喷涂。 在国内,用热喷涂技术已经在铜合金上制造抗氧化涂层。而且,热喷涂技术在以紫铜为 材质的高炉渣口中已形成牛产线,但在结晶器中应用还未见报道。在国外,已有文献报道在 铜基体上超音速喷 涂镍基合金;日本 1996 年就把热喷涂电镀镍的结晶器铜板技术申请了专利,而且后来开发 的结晶器铜板热喷涂 Ni.cr 合金层技术,基本取代了电镀层。

  热喷涂特点如下:

  1)焰流温度高,热量集中,能够熔化高熔点和高硬度的粉末材料;
  2)喷涂后涂层平整、光滑,并可精确控制涂层厚度;
  3)对工件表面的热影响区很小;
  4)工艺规范稳定,容易操作。 但还存在以下缺点: 热喷涂涂层是以机械结合为主。 由于等离子喷涂工艺所制备的涂层 表面粗糙度大,耐应变性差,从而影响高温工作时的热冲击性;而且,涂层中孔隙的存在可 导致低温条件下涂 层的失效,产生开裂及影响高温工作时的热障性和抗热腐蚀性。

3.传统 Ni—Co 合金电镀机理

  电镀 Ni—Co 合金的技术关键是镀液配方、配制和工艺操作条件。这里采用的是以硫酸 盐为主,同时加入少量氯离子的镀液,电镀在具有空气搅拌的“箱式”镀槽工位进行,或在 电镀槽中进行。为便于 调控 Ni 合金镀层的合金成分含量,配有 CO 盐槽和 Ni 盐槽,分别控制镀液中盐和 CO 盐含 量,并采用混挂式阳极,即 Ni 阳极和 Co 阳极分开混挂,并具有可独立调节的阳极电流密 度的供电系统。

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