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热处理温度对电镀Ni-Sn-Cu合金镀层组织及性能的影响

2022-08-03罗雪芳刘定富

机械工程材料 2022年6期

罗雪芳,姚 助,刘定富

(贵州大学化学与化工学院,贵阳 550025)

0 引 言

电镀作为表面处理中最常见、实用且不被基材形状所限制的一项技术在工业生产中表现出巨大的应用潜力。Ni-Sn合金镀层可以根据其成分组成的变化而获得多变的颜色,并且具有优良的耐腐蚀性能、耐磨性能和焊接性能,在五金、自行车、汽车、电器及电子配件、锂离子电池负极等产品上有着广泛的应用[1-5]。同时,黑色Ni-Sn合金也具有良好的光学性能而成为太阳能收集器的有力候选材料,采用黑色Ni-Sn合金硬化涂层的太阳能热水系统的总效率可达到28%~33%[6-7]。此外,研究人员还发现在Ni-Sn合金中加入少量的铜元素可以使镀层呈现黑珍珠般光泽,而且镀层的硬度和耐腐蚀性能都有较大程度的提高[8],但Ni-Sn-Cu合金镀层的硬度和耐腐蚀性能仍难以满足产品性能的要求,且在沉积过程中的析氢反应也导致镀层的脆性较大。

研究[9]发现,随着热处理温度的提高,采用化学镀方法制备的开孔Ni-Sn-P泡沫合金镀层逐渐由非晶结构转变为晶态结构,硬度及其与基体的结合力都有较大改善。在低于400 ℃下热处理后电沉积Ni-Sn-P合金仍保持非晶态结构[10-11]。KIM等[12]研究发现,热处理使真空电弧熔炼工艺制备Cu-Ni-Si合金的力学性能有所改善,这归因于通过形成更小和更致密的δ-Ni2Si沉淀相而降低了镍和硅在铜基体中的固溶度。研究[13]发现,热处理温度的提高或时间的延长会使铸态Cu-Ni-Sn合金的硬度、强度出现先上升后下降的变化趋势,并且温度越高,到达峰值所需的时间越短。……

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