硬铬镀层作为工业应用上的经典耐磨镀层,在推广应用化学镀镍层时自然会用它做对比。要如何对比硬铬镀层和化学镀镍层的耐磨性呢?什么情况下才适合用化学镀镍层?什么样的化学镀镍液有助于提高镀层的耐磨性呢?
应该从镀层的组织与性能,尤其是摩擦学特性来研究和区分这两种镀层。Ni-P能否取代硬铬以及在什么条件下比硬铬更适用的问题归纳为以下几点:
①在轻载并带润滑条件下的摩擦面,经过热处理的Ni-P层耐磨性与硬铬层相当,有时甚至优于硬铬。
长达664h的磨损试验结果表明,厚度同为17.5μm的化学镀镍磷合金和硬铬镀层,与调质的EN31轴承钢配磨,尽管硬铬的磨损量只有1.6mg,小于磨损量3.0毫克的Ni-P,但是,硬铬对轴承钢的损伤为24.4毫克,远大于4.8毫克的Ni-P。
②在使用化学镀镍液后,不同厚度的Ni-P镀层,没有经过热处理的薄镀层的磨损失重,明显比厚镀层的低。而且,做热处理后的镀层,它的耐磨性趋于稳定,说明镀层也不必太厚。
③低载(0.0246MPa)下长期磨合,再继以高载下运行(0.0492MPa),未经热处理的薄Ni-P(7.5μm)耐磨性优于经过热处理的厚镀层,但是经过精磨并在低载下磨合过的硬铬层,其耐磨性比前者好得多,即高载下化学镀镍磷合金的耐磨性不如硬铬。
④配磨副表面损伤的原因是镀层表面不够平整、硬度过高引起的磨料磨损,因此精整镀层或先磨合处理对提高整个系统的耐磨性,其作用明显。但镀层精磨不仅会提高成本还可能降低基材的疲劳强度,这对硬铬层尤其重要。
总之,选用Ni-P做耐磨表层或修复磨损零件,应该考虑配磨面的硬度,从实际工况可推测磨损类型以决定镀层厚度及表面粗糙度。为了提高镀层耐磨性,我们可以使用比格莱的化学镀镍液Ni-809,得到的镀层耐磨性好,可以取代硬铬镀层。