可焊性镀铬板的制备工艺及其性能研究

摘要

镀铬板是一种在冷轧碳钢表面电镀铬层的功能性材料，以其生产成本低、优良的耐蚀性和耐磨性、良好的外观装饰性等逐渐取代了部分镀锡板用材。然而镀铬板表面绝缘氧化层的存在会导致其可焊性变差，所以在镀铬板焊接时，需采用特殊焊接设备进行焊接或焊接前研磨除去氧化层，但经过研磨的部位耐蚀性会有所下降，而且研磨产生的粉尘会带来环境问题。因此，本文试图通过改变铬镀层形貌得到无需研磨可焊性优良的镀铬板，主要对非连续性铬镀层和粒状铬镀层的制备工艺展开研究，通过SEM、XRD和电化学测试等手段，对其形貌和性能进行筛选确定工艺参数，并重点考察两种镀铬板的可焊性。
　　采用先大电流密度短时间后小电流密度长时间电镀的方法制备了非连续性铬镀层。经SEM-EDS、电化学测试和可焊性测试等研究，结果表明：（1）镀铬量随电镀时间增加呈线性增加，连续性铬镀层在镀铬量150mg/m2时，镀层漏镀、孔隙率和露铁程度都较少，继续增加镀铬量，耐蚀性与可焊性变化不大；（2）铬的水合氧化物是导致镀铬板可焊性变差的主要原因；（3）非连续性铬镀层的最佳制备工艺是大电流密度为50A/dm2电镀时间0.2s，小电流密度为30A/dm2电镀时间1.6s。最佳工艺下的铬镀层不连续且均匀露铁，其露铁程度要比相同镀铬量下连续性铬镀层的高，耐蚀性略弱于连续性铬镀层，但可焊性较好；（4）EDS结果显示，大电流密度电镀后，铬元素呈弥散分布，小电流密度电镀后，铬元素的覆盖面积变化不大。与连续性铬镀层相比，非连续性铬镀层中铬元素覆盖面积小。
　　利用间歇电镀法制备了粒状铬镀层，采用SEM-EDS、XRD、电化学等测试手段和可焊性测试研究了各工艺参数对其形貌和性能的影响，提出了粒状铬的形成机理。结果表明，粒状铬均匀分散在连续的层状铬上，粒状铬和层状铬的特征衍射峰相同，但前者出现了（211）晶面的择优取向。间歇电镀比连续电镀的电流效率要高。电流中断时间和第二次电镀时间的延长都会使粒状铬密度增大，镀层光亮性降低，第二次电镀的电流密度对其无明显影响。铬的水合氧化物与粒状铬的形成无联系，局部钝化才是其形成原因。耐蚀性与可焊性测试结果表明，粒状铬型镀铬板的耐蚀性要略优于普通镀铬板，而且具有优异的可焊性，其接触电阻远小于普通镀铬板，可以满足焊接要求。

目录

第一章绪论

1.1课题背景及研究目的意义

1.2镀铬板的结构及特点

1.3镀铬板的国内外发展现状

1.4镀铬工艺

1.5镀铬板可焊性的研究

1.6课题的主要研究内容

第二章实验材料及研究方法

2.1实验药品及材料

2.2实验仪器设备

2.3研究方法

第三章非连续性铬镀层的制备及其性能研究

3.1引言

3.2镀铬量对镀铬板性能和形貌的影响

3.3非连续性铬镀层电镀工艺研究

3.4本章小结

第四章间歇电镀法制备粒状铬的工艺及其性能研究

4.1引言

4.2粒状铬的物性表征

4.3间歇电镀粒状铬的工艺研究

4.4粒状铬型镀铬板性能的测试

4.5粒状铬生成机理研究

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

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致谢