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第1章 概论1

1.1表面镀覆技术的涵义1

1.2表面镀覆的地位和作用2

1.2.1表面镀覆的地位2

1.2.2表面镀覆的作用3

1.3镀覆表面概述3

1.3.1镀覆表面的分类3

1.3.2镀覆表面的润湿与铺展5

1.4表面镀覆技术的种类6

1.4.1电镀技术8

1.4.2电刷镀技术8

1.4.3摩擦电喷镀技术9

1.4.4非金属刷镀技术9

1.4.5化学镀技术9

1.4.6复合镀技术10

1.4.7脉冲电镀11

1.4.8激光镀技术12

1.4.9表面镀覆技术与其它表面技术的组合12

1.5表面镀覆层的分类12

1.5.1按镀层功能分类13

1.5.2按镀层电化学性质分类14

1.5.3按镀层结构分类15

1.6现代表面镀覆技术的工程设计15

1.6.1现代表面镀覆层工程设计的目的16

1.6.2镀覆层工程设计的内容16

1.6.3镀覆层工程设计的原则16

1.6.4镀覆层工程设计的方法20

1.6.5现代表面镀覆层结构与厚度的设计20

第2章 表面镀覆技术的理论基础26

2.1电沉积原理26

2.1.1金属离子的还原性26

2.1.2电沉积动力学26

2.1.3金属离子还原时的极化26

2.1.4合金电沉积时的极化27

2.2镀层形成机制27

2.2.1镀层的形成27

2.2.2合金镀层的形核与长大28

2.3沉积过程中的镀层微观结构29

2.3.1表面形貌（平整度、光亮度、粗糙度及枝晶）29

2.3.2晶粒粒径30

2.3.3择优取向30

2.3.4残余应力30

2.3.5不良沉积31

2.4镀层的界面结合31

2.4.1镀层界面结合力的相关理论分析31

2.4.2镀层界面结合的特点32

2.4.3镀层界面结合机理33

2.4.4影响镀层界面结合的因素35

第3章 镀覆表面预处理技术37

3.1概述37

3.1.1镀覆表面前处理的目的37

3.1.2镀覆表面前处理的内容38

3.1.3待镀覆件表面状况对镀层质量的影响38

3.1.4镀覆表面状态对前处理的要求38

3.1.5镀覆表面前处理工艺流程制定的原则38

3.2表面预处理方法39

3.2.1车削加工39

3.2.2磨削加工39

3.2.3磨光40

3.2.4抛光40

3.2.5表面划痕与凹坑的整形40

3.2.6预加工后的表面粗糙度要求及其测试方法40

3.2.7预处理后的表面清洁度要求及其测试方法41

3.3表面除油43

3.3.1油污的性质43

3.3.2除油方法44

3.3.3除油方法的选择46

3.4表面除锈47

3.4.1锈蚀的特征47

3.4.2锈蚀的分类48

3.4.3锈蚀的鉴别方法49

3.4.4常用的除锈方法50

3.5特殊金属材料的镀前预处理51

3.5.1多孔材料的镀前预处理51

3.5.2易溶解材料的镀前预处理52

3.5.3易钝化金属材料的镀前预处理52

3.6非镀覆表面的保护和遮蔽53

3.7水洗处理53

3.7.1水质的影响53

3.7.2水洗质量的要求54

3.7.3水洗方法54

3.7.4水洗效率55

第4章 电刷镀技术57

4.1电刷镀技术的发展历史57

4.2电刷镀技术的基本原理58

4.3电刷镀技术的特点与用途59

4.3.1电刷镀技术的特点59

4.3.2电刷镀技术的用途59

4.4电刷镀设备60

4.4.1电源60

4.4.2镀笔及阳极67

4.4.3辅助器具及材料74

4.5电刷镀溶液74

4.5.1表面预处理溶液75

4.5.2单金属镀液78

4.5.3合金镀溶液91

4.5.4溶液用量的估算93

4.6电刷镀工艺94

4.6.1概述94

4.6.2电刷镀的一般工艺过程94

4.6.3黑色金属材料上的电刷镀工艺94

4.6.4有色金属材料上的电刷镀工艺101

4.6.5其它金属材料上的电刷镀工艺104

4.7工艺参数的选择105

4.7.1电源设备输出参数的选择105

4.7.2石墨阳极散热孔结构的设计106

4.7.3镀笔与零件的相对运动速度107

4.7.4镀笔与零件间的运动方式和运动轨迹109

4.7.5温度的控制110

4.7.6镀液的选择111

4.7.7工艺规范的选择114

4.8电刷镀镀层的表面形貌与组织结构118

4.8.1电刷镀镀层的表面形貌118

4.8.2电刷镀镀层的组织结构120

4.9电刷镀镀层性能125

4.9.1镀层与基体的结合强度125

4.9.2镀层的硬度126

4.9.3镀层的相对耐磨性129

4.9.4镀层的内应力131

4.9.5镀层裂纹133

4.10电刷镀镀层的滚压强化135

4.10.1滚压强化概述135

4.10.2滚压强化工具136

4.10.3滚压工艺137

4.10.4滚压强化对镍刷镀层组织形貌的影响139

4.10.5滚压强化对镍刷镀层残余应力的影响143

4.10.6滚压强化对镍刷镀层摩擦学性能的影响145

4.10.7滚压强化对镍刷镀层耐蚀性的影响150

4.10.8滚压强化机理分析155

第5章 摩擦电喷镀技术156

5.1概述156

5.1.1金属电沉积的步骤和稳态过程156

5.1.2金属电沉积过程受扩散步骤控制时的极化特征156

5.1.3提高金属电沉积速度的措施157

5.1.4摩擦电喷镀技术的发展历史158

5.2摩擦电喷镀技术的基本原理与特点158

5.2.1摩擦电喷镀技术的基本原理158

5.2.2摩擦电喷镀技术的特点159

5.3摩擦电喷镀装置161

5.3.1镀笔的结构与作用161

5.3.2阳板材料的选择162

5.3.3阳极的设计与制作163

5.3.4摩擦器的材料选择与制作165

5.3.5镀液供送装置165

5.3.6转台166

5.4摩擦电喷镀溶液167

5.4.1表面预处理溶液167

5.4.2镀底层与夹心层溶液168

5.4.3功能镀溶液169

5.5摩擦电喷镀工艺180

5.5.1喷镀前准备180

5.5.2摩擦电喷镀的基本工艺过程184

5.5.3典型材料上的摩擦电喷镀工艺186

5.6影响沉积速度与镀层质量的因素及控制措施192

5.6.1沉积速度及其影响因素192

5.6.2影响镀层质量的因素193

第6章 非金属刷镀技术196

6.1概述196

6.1.1非金属刷镀技术的涵义196

6.1.2非金属材料表面金属化的发展历史196

6.1.3非金属刷镀技术的特点198

6.1.4非金属刷镀技术的应用范围199

6.1.5非金属刷镀技术的基本工艺流程201

6.1.6非金属刷镀镀层的结合机理202

6.2非金属材料表面金属化工艺203

6.2.1除油203

6.2.2表面粗化204

6.2.3敏化206

6.2.4活化207

6.2.5化学镀209

6.3非金属刷镀设备213

6.3.1喷砂设备213

6.3.2抛光设备214

6.3.3化学处理设备214

6.3.4电刷镀设备215

6.3.5其它辅助设备216

6.4非金属刷镀溶液218

6.4.1除油溶液218

6.4.2粗化溶液219

6.4.3中和、还原与浸酸溶液221

6.4.4敏化溶液221

6.4.5活化溶液222

6.4.6还原和解胶溶液226

6.4.7化学镀溶液227

6.4.8刷镀溶液235

6.4.9表面着色溶液235

6.5典型非金属材料的刷镀工艺238

6.5.1 ABS塑料刷镀工艺238

6.5.2聚丙烯塑料的刷镀工艺239

6.5.3聚四氟乙烯塑料的刷镀工艺241

6.5.4尼龙（聚酰胺）的刷镀工艺243

6.5.5聚碳酸酯塑料的刷镀工艺244

6.5.6聚甲醛刷镀的前处理工艺244

6.5.7其它热塑性塑料刷镀的前处理工艺245

6.5.8酚醛塑料的刷镀工艺246

6.5.9环氧树脂塑料的刷镀工艺247

6.5.10木材的刷镀工艺247

6.5.11陶瓷的刷镀工艺248

6.5.12石膏的刷镀工艺249

6.5.13玻璃的刷镀工艺250

6.6非金属刷镀层的缺陷与处理方法251

6.6.1表面处理和化学镀时易出现的缺陷252

6.6.2刷镀加厚层时易出现的缺陷253

6.6.3表面着色易出现的缺陷254

第7章 纳微米复合镀覆技术255

7.1纳微米复合镀覆技术概述255

7.1.1纳微米复合镀覆技术的研究与发展255

7.1.2纳微米复合镀覆技术的特点256

7.1.3纳微米复合镀层的分类257

7.1.4复合镀液的制备258

7.1.5纳微米复合镀覆技术的共沉积机理及模型263

7.1.6复合电沉积工艺条件267

7.1.7纳微米复合镀层的结合机理270

7.1.8纳微米颗粒对电沉积过程的影响272

7.1.9纳微米复合镀覆技术的应用273

7.2纳微米复合电刷镀技术275

7.2.1纳微米复合电刷镀技术的特点275

7.2.2纳微米复合电刷镀技术的原理275

7.2.3纳微米复合电刷镀技术的工艺276

7.2.4纳微米复合电刷镀技术的沉积机理283

7.2.5纳微米复合电刷镀镀层的组织285

7.2.6纳米复合电刷镀层的性能287

7.2.7纳微米复合电刷镀镀层强化机理289

7.3激光强化纳微米复合电刷镀技术290

7.3.1激光强化纳微米复合电刷镀技术的特点290

7.3.2激光强化纳微米复合电刷镀技术的原理291

7.3.3激光强化纳微米复合电刷镀技术的设备292

7.3.4激光强化纳微米复合电刷镀技术的工艺293

7.3.5激光强化纳微米复合电刷镀技术镀层的组织与性能295

7.3.6激光对纳微米复合电刷镀的强化机理298

7.4纳微米复合摩擦电喷镀技术298

7.4.1纳微米复合摩擦电喷镀技术的特点298

7.4.2纳微米复合摩擦电喷镀装置及工艺300

7.4.3纳微米复合摩擦电喷镀复合镀层组织及性能306

7.4.4纳微米复合摩擦电喷镀技术的沉积过程309

7.4.5纳微米复合摩擦电喷镀技术的强化机理311

第8章 镀覆层的机械加工与后处理313

8.1镀覆层的机械加工313

8.1.1磨削加工313

8.1.2车削加工314

8.1.3刮削与研磨315

8.1.4镀覆层的抛光316

8.2镀覆层的后处理316

8.2.1镀覆层后处理的目的及要求316

8.2.2镀覆层后处理的常用方法317

8.2.3铬镀覆层的脱氢处理319

8.2.4镀覆层防变色处理319

8.3不良镀覆层的退除322

8.3.1镀覆层的退除方法322

8.3.2镀覆层退除方法的选择322

第9章 溶液的配制、保管及性能测定326

9.1溶液的分类326

9.2溶液的组成326

9.3溶液的配制与保管328

9.3.1化学试剂的使用与保管328

9.3.2溶液的配制和物质的溶解329

9.3.3溶液的保管330

9.4溶液性能的测定331

9.4.1 pH值的测定331

9.4.2金属离子含量的测定331

9.4.3密度的测定332

9.4.4电导率的测定332

9.4.5电流效率的测定333

9.4.6耗电系数的测定334

9.4.7极化曲线的测定334

9.4.8表面张力的测定336

9.4.9均镀能力的测定337

9.4.10深镀能力的测定338

9.4.11沉积速度的测定339

9.4.12老化性测定339

9.5废液的处理339

9.5.1废液的组成与特点339

9.5.2废液的处理方法340

第10章 镀覆层性能的分析与检测345

10.1试样的制备345

10.2镀覆层性能检测内容346

10.3镀覆层性能的检测方法346

10.3.1外观检查346

10.3.2厚度的测定346

10.3.3结合强度的检测350

10.3.4孔隙率的测定355

10.3.5镀覆层硬度的测定357

10.3.6内应力的测定359

10.3.7耐磨性的测定361

10.3.8氢脆性的测定364

10.3.9耐腐蚀性测定365

10.3.10镀层密度的测定367

10.3.11镀层电阻率的测定368

10.3.12镀层光亮度的测定370

第11章 表面镀覆技术应用实例371

11.1电刷镀技术的应用实例371

11.1.1电刷镀技术修复DKZ6300双柱立式车床应用实例371

11.1.2炼钢炉筒的抗高温氧化修复373

11.1.3电刷镀修复洗衣缸缸体模具376

11.1.4不锈钢导管的电刷镀工艺377

11.1.5电刷镀快速修复飞机硬铝合金构件表面划伤378

11.1.6飞机30CrMnSiA钢件的电刷镀修复工艺379

11.1.7电刷镀修复矩形花键380

11.1.8滚动轴承刷镀修复工艺382

11.1.9锌基合金模具的表面强化383

11.1.10用电刷镀技术修复铸铝箱体的配合磨损384

11.1.11电刷镀在GH39高温合金零部件修复中的应用实例385

11.1.12镁合金表面电刷镀修复工艺与应用实例386

11.1.13电刷镀制造平津战役纪念馆金匾实例387

11.1.14大面积刷镀银在国家重点工程（山东30万吨乙烯工程）中的应用389

11.1.15航空仪表及电气插拔元件电刷镀铑新工艺390

11.1.16复合刷镀金刚石砂轮制品新技术及其应用392

11.2摩擦电喷镀技术应用实例394

11.2.1摩擦电喷镀修复175kW电机转子实例394

11.2.2喷镀修复连铸机转轴395

11.2.3液压圆柱活塞的喷镀修复工艺396

11.2.4摩擦电喷镀修复进口起重机液压铝合金泵体实例397

11.2.5水泥除尘机轮的喷镀修复工艺398

11.2.6摩擦电喷镀修复曲轴磨损399

11.2.7应用摩擦电喷镀技术现场修复大型发电机励磁机整流子400

11.3非金属刷镀技术应用实例402

11.3.1石膏表面电刷镀镍实例402

11.3.2聚酰胺（PA）工程塑料表面刷镀镍磷合金实例403

11.4纳微米复合镀技术应用实例405

11.4.1纳米复合电刷镀技术修复轴头磨损实例405

11.4.2纳米复合电刷镀修复发动机气阀导管孔应用实例406

11.4.3复合电刷镀技术修复切削机床导轨实例407

11.4.4自动化纳米复合电刷镀技术修复发动机连杆实例409

11.4.5纳米复合摩擦电喷镀技术修复飞机钢表面应用实例411

11.4.6纳米复合摩擦电喷镀技术修复大型发电机转子轴颈磨损实例413

11.5复合表面技术修复与强化实例415

11.5.1粘接—电刷镀复合技术修复床导轨实例415

11.5.2喷丸—电刷镀复合技术修复直升机齿轮实例417

11.5.3电弧喷涂—电刷镀复合制造金属模具实例419

第12章 表面镀覆生产、管理及经济效益评价421

12.1表面镀覆生产管理421

12.1.1表面镀覆生产管理的特点及对管理者的要求421

12.1.2表面镀覆过程中的精益生产422

12.2表面镀覆车间设计423

12.2.1车间位置选择423

12.2.2车间平面布置423

12.2.3车间的进排气及采暖423

12.2.4车间供电与上下水设施423

12.2.5工艺流程布置424

12.3表面镀覆过程中的安全生产424

12.3.1安全操作规程424

12.3.2镀覆车间的水、电、汽（气）的使用要求427

12.3.3镀覆文明生产428

12.4应急突发事件救援预案的编制429

12.5管理操作人员的培训431

12.6经济效益评价433

附录434

附录1中华人民共和国铁道行业标准434

附录2部分金属离子常用配位剂438

附录3碱、空气和水对金属的作用439

附录4酸类对金属的影响440

附录5 1？m厚镀层的质量440

附录6单一镀层的安全厚度及工艺厚度441

附录7电刷镀电源标准（Q/DSDDY-86，试行稿）441

附录8部分金属的密度445

附录9硬度换算表446

附录10电刷镀溶液生产及质量检验标准（Q/DSDRY-86）447

附录11刷镀技术修复机械零件质量检验标准（Q/DSDDC-86暂行草案）448

附录12电刷镀操作记录卡450

附录13各种废水最高容许排放浓度451

附录14常用金属材料简易鉴别法451

附录15阳极规格与适用的镀笔杆型号452

附录16电源设备规格表452

附录17电刷镀附件规格表453

附录18石墨阳极规格表453

附录19常用电沉积金属的电化当量和有关数据454

附录20有关电刷镀的计算454

附录21常用刷镀工件的各种几何形状表面积计算公式455

附录22 DSD-15/30-Q、DSD -75/100-S、DSD-150/200-S电刷镀电源使用说明457

附录23非金属刷镀中常用塑料名称及其缩写466

参考文献468