鐳射電鍍鎳磷碳化鎢

化學鍍從興起到發展已有60多年的歷史，但隨著工業的發展，人們對材料、零部件耐磨性要求的提高，傳統的鎳磷鍍層已經不能滿足需要，特別是傳統的鍍硬鉻技術因其對環境的污染危害而被限制。因此迫切尋求一種既有較高硬度和耐磨性又環境友好的表面改性技術替代。

碳化鎢粒子具有化學性能穩定，硬度高等一系列優點，幾乎可以與金剛石的硬度相媲美，具有極高的耐磨性。而沉積的碳化鎢粒子和鎳磷鍍層的結合強度會影響到複合鍍層效能的發揮。因此提高鍍層與基體的結合強度及沉積的碳化鎢粒子與鎳磷胞之間的結合，避免沉積粒子的脫落也成為保證複合鍍層效能發揮的關鍵。

鐳射表面改性技術具有雷射光束功率密度高、能量作用集中、加熱速度極快、熱影響區小、變形小、熱應力小等優點，且通過鐳射處理能有效改變塗層與基體或不同相之間的結合性質而提高其結合力，改善塗層組織的緻密性與均勻性等，成為表面改性的重要手段。鐳射電鍍鎳磷碳化鎢複合鍍層的過程需要經過以下處理：

1、將合金鋼試樣進行機械打磨，使表面平整光亮，然後先用去離子水超聲波清洗，再將試樣浸入丙酮溶液中超聲波清洗器中清洗 5min，除去油脂，用去離子水沖洗並吹幹；再放入品質分數15％～20％的硫酸溶液酸洗並活化處理3min，去離子水沖洗；

2、化學鍍液及粉末複合化學鍍液的製備

化學鍍液組成配比以g/L表示為：硫酸鎳25，次磷酸鈉30，醋酸鈉30，硫酸銨30，醋酸鉛1。

此鍍液作為預鍍和複鍍時的施鍍液以及粉末複合化學鍍液配製時的基礎鍍液。

3、粉末複合化學鍍液組成配比以g/L表示為：硫酸鎳25，次磷酸鈉30，醋酸鈉30，硫酸銨30，醋酸鉛1，十二烷基苯磺酸鈉1，碳化鎢粉末3，細微性<10μm。

4、預鍍鎳磷打底層

量取一定量的步驟(3)中所得的化學鍍液，調pH＝7，溫度控制在70℃，將步驟 (2)活化處理後的試樣立即放入此中性鍍液中施鍍20～30min，磁力攪拌，轉速200r/min，獲得一定厚度的鎳磷打底層；

(5)碳化鎢粉末複合化學鍍

量取一定量的步驟(3)中的粉末複合化學鍍液(h)，溫度控制在70℃～85℃，pH控 制在6～7，磁力攪拌，轉速200r/min。將步驟(4)預鍍後的試樣立即放入，施鍍60min，獲得鎳磷碳化鎢粉末的複合鍍層；

(6)複鍍

量取一定量步驟(3)所得化學鍍液作為複鍍的鍍液，調pH 6～7，溫度70℃～85 ℃，磁力攪拌，轉速200r/min；將步驟(5)複合鍍後的試樣取出後，用80℃的去離子水清洗，立即放入複鍍液中施鍍，時間為20～30min。

(7)將試樣取出，去離子水清洗並吹幹，得到均勻的具有金屬光澤的鎳磷碳化鎢複合鍍層，鍍層厚度為30～40微米，鍍層表面硬度727HV。

(8)脈衝鐳射處理

採用脈衝納秒雷射器對鍍層進行鐳射處理，波長1064nm，工作頻率1～10Hz，束斑 直徑9mm，電壓500V，鍍層表面平均硬度808HV。

通過脈衝雷射器的快速加熱處理，使鍍層仍保持非晶態，而硬度顯著提高，即在提高鍍層硬度和耐磨性的同時保持了非晶態的鍍層，也有利於鍍層耐蝕性。