总结：硬铬在发动机零部件上的应用

1.前言

随着世界汽车工业的发展，柴油机在汽车动力中的应用范围逐渐扩大。现代柴油机采用铝合金缸和薄壁钢缸套。电镀硬铬工艺通常用于提高气缸和气缸套的耐磨性。

2.硬铬涂层的特点

2.硬铬涂层的性能

硬铬涂层综合性能独特，硬度高，结合力好，耐腐蚀性好，耐擦伤，摩擦系数低。

①镀铬层的硬度、耐磨性及其相应关系具有较高硬度，通常镀铬层的维氏硬度可以达到Hv750~比铸造铬更硬的是1050。这是由其组织成分决定的。实验表明，镀铬层的硬度随涂层中氧含量的增加而增加。镀铬层机械耐磨性高，但不一定是高硬度造成的。它伴随着高硬度和高脆性。烧焦硬铬涂层耐磨性差，易碎。然而，它的硬度高达Hv1100~事实上，耐磨硬铬层的硬度往往介于Hv750~950。虽然硬度和耐磨性是镀铬层较重要的技术特征，但它们是无与伦比的。然而，铬涂层的硬度在长期保持涂层光泽和防止工件因刮擦而迅速损坏方面起着非常明显的作用。

②内燃机部件(如曲轴、活塞环、阀门、气缸套等)的镀铬层摩擦系数较低。以及其他有类似要求的领域。鉴于活塞环等发动机部件在实际使用过程中除上下运动外，还涉及旋转运动。因此，除了材料的静态摩擦外，还必须了解其滑动摩擦系数。镀铬层虽然耐磨性好，但如果摩擦支付的金属材料选择不当，涂层的耐磨性会明显降低。硬铬有时被认为是质量原因，必须引起我们的注意。实验表明，镀铬层与钢与铸铁的摩擦系数会随着工作温度的升高而增加。硬铬涂层摩擦系数的变化也不同。传统工艺、混合催化剂工艺和HEEF-25工艺中,HEEF-温度变化引起的摩擦系数变化较小。

2.2铬的电化学特性

铬的标准电极电位E0=-0.56V,比铁标准电位略负。根据标准电位列出的位置，它是一种更活跃的金属。从热力学的角度来看，其腐蚀性化学性能应与铁相似。但事实上，铬与非活性金属具有相同的性能，具有良好的耐腐蚀性。主要原因是：首先，铬会在表面产生铬氧化物，使表面钝化。二是由铬渗透性差决定。即铬不友好的含水介质，因此这些介质难以甚至不能被腐蚀，提高了耐腐蚀性。然而，这种改进是有条件的，即铬层必须连续。如果深基体的粗裂纹是由工艺本身或控制引起的，则会加速腐蚀。在第二种情况下，电镀工人试图开发无裂纹镀铬，以提高工件的耐腐蚀性，并一度应用于工业生产。但几年后，人们发现工件在使用后仍会腐蚀。原因是镀铬层在实际应力下不再存在。相反，在无裂纹的机械加工过程中。镀铬微裂纹具有重要的现实意义。现代微裂纹工艺(如HEEF-由于使用了特殊的催化剂，镀铬层的拉应力在电镀过程中逐渐增加。当拉应力超过镀铬层的抗拉强度时，镀铬层开裂形成第一批裂纹，释放应力。随着厚度的增加，一批已建立的裂纹合拢，形成另一批裂纹，并伴随着另一次应力释放。裂纹密度随每次建立的裂纹而增加。微裂纹工艺的内应力低于普通工艺和混合催化剂工艺。深基体的粗裂纹在镀后机械加工和使用过程中不易形成。通过控制适当的裂纹密度和宽度，可以实现微裂纹。镀铬层表面阴极/阳极面积的比例保持适当，使工件在腐蚀作用下具有更好的耐腐蚀性。微裂纹密度通常保持在300~400条/cm,能达到优异的耐腐蚀性。虽然1000条/em也可以达到裂纹密度，但可以进一步提高耐腐蚀性.循序渐进没有实质意义。

3.硬铬在发动机行业的应用

3.3工艺特点

(1)采用现代快速电镀硬铬工艺，沉积速度快；

(2)合理的工艺设计使硬铬涂层与基体金属结合良好；

(3)通过控制操作条件，可以很好地控制类似于松孔镀铬的结构。

(4)采用HEEF-25工艺，涂层性能优异，在发动机高温下仍具有优异的耐磨性。

4.发动机部件电镀硬铬的质量控制

涂层优异性能的获取主要涉及基材选择、零件铸造工艺、机械加工工艺、热处理工艺、电镀吊具设计制造、预处理、硬铬工艺，甚至电镀生产线的合理设计等诸多因素。对于钢薄壁缸套件，除了控制整个过程的每一步外，还应注意镀前机械加工中的残余应力和镀后研磨工具的设计和参数选择。对于铝合金缸，首先要保证材料成分。其次，注意铸造工艺，确保零件各处不同相位和成分的均匀分布。在设计零件形状时，应充分考虑电镀硬铬的特点，尽量减少或避免尖端放电效果。编制必要的工艺文件，严格执行和管理供应商提供的上述要素和工艺程序，是高质量电镀硬铬零件的保证。