激光电镀镍磷碳化钨

化学镀从兴起到发展已有60多年的历史，但随着工业的发展，人们对材料、零部件耐磨性要求的提高，传统的镍磷镀层已经不能满足需要，特别是传统的镀硬铬技术因其对环境的污染危害而被限制。因此迫切寻求一种既有较高硬度和耐磨性又环境友好的表面改性技术替代。

碳化钨粒子具有化学性能稳定，硬度高等一系列优点，几乎可以与金刚石的硬度相媲美，具有极高的耐磨性。而沉积的碳化钨粒子和镍磷镀层的结合强度会影响到复合镀层效能的发挥。因此提高镀层与基体的结合强度及沉积的碳化钨粒子与镍磷胞之间的结合，避免沉积粒子的脱落也成为保证复合镀层效能发挥的关键。

激光表面改性技术具有激光束功率密度高、能量作用集中、加热速度极快、热影响区小、变形小、热应力小等优点，且通过激光处理能有效改变涂层与基体或不同相之间的结合性质而提高其结合力，改善涂层组织的致密性与均匀性等，成为表面改性的重要手段。激光电镀镍磷碳化钨复合镀层的过程需要经过以下处理：

1、将合金钢试样进行机械打磨，使表面平整光亮，然后先用去离子水超声波清洗，再将试样浸入丙酮溶液中超声波清洗器中清洗 5min，除去油脂，用去离子水冲洗并吹干；再放入质量分数15％～20％的硫酸溶液酸洗并活化处理3min，去离子水冲洗；

2、化学镀液及粉末复合化学镀液的制备

化学镀液组成配比以g/L表示为：硫酸镍25，次磷酸钠30，醋酸钠30，硫酸铵30，醋酸铅1。

此镀液作为预镀和复镀时的施镀液以及粉末复合化学镀液配制时的基础镀液。

3、粉末复合化学镀液组成配比以g/L表示为：硫酸镍25，次磷酸钠30，醋酸钠30，硫酸铵30，醋酸铅1，十二烷基苯磺酸钠1，碳化钨粉末3，粒度<10μm。

4、预镀镍磷打底层

量取一定量的步骤(3)中所得的化学镀液，调pH＝7，温度控制在70℃，将步骤 (2)活化处理后的试样立即放入此中性镀液中施镀20～30min，磁力搅拌，转速200r/min，获得一定厚度的镍磷打底层；

(5)碳化钨粉末复合化学镀

量取一定量的步骤(3)中的粉末复合化学镀液(h)，温度控制在70℃～85℃，pH控 制在6～7，磁力搅拌，转速200r/min。将步骤(4)预镀后的试样立即放入，施镀60min，获得镍磷碳化钨粉末的复合镀层；

(6)复镀

量取一定量步骤(3)所得化学镀液作为复镀的镀液，调pH 6～7，温度70℃～85 ℃，磁力搅拌，转速200r/min；将步骤(5)复合镀后的试样取出后，用80℃的去离子水清洗，立即放入复镀液中施镀，时间为20～30min。

(7)将试样取出，去离子水清洗并吹干，得到均匀的具有金属光泽的镍磷碳化钨复合镀层，镀层厚度为30～40微米，镀层表面硬度727HV。

(8)脉冲激光处理

采用脉冲纳秒激光器对镀层进行激光处理，波长1064nm，工作频率1～10Hz，束斑 直径9mm，电压500V，镀层表面平均硬度808HV。

通过脉冲激光器的快速加热处理，使镀层仍保持非晶态，而硬度显著提高，即在提高镀层硬度和耐磨性的同时保持了非晶态的镀层，也有利于镀层耐蚀性。

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