刷镀是通过电解在工件表面获得镀层的工艺。文章主要讲述了刷镀技术的概况、应用及前景，希望能给大家一些技术参考。

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刷镀简介

刷镀是通过电解在工件表面获得镀层的工艺。其中是强化和改善工件的表面性能，获得工件的装饰性外观、耐蚀性、耐磨性和特殊的光、电、磁、热性能；也可以改变工件的尺寸，提高机械配合，修复超差或磨损的工件。以及报废工件等，因而在工业上有着广泛的应用。

刷镀技术（简称刷镀技术）是电镀技术的一个重要分支。除了上述的联合作用外，更侧重于工件的修复​​应用和中小批量工件的功能表面强化。

因此，在实践中更需要现场或在线电镀，在保证镀层质量的基础上，更加强调镀层的快速高效沉积。

刷镀的基本工艺是用包裹在护套内的镀笔（阳极）蘸上特殊的镀液，附着在工件的镀件（阴极）上，并作相对运动，形成镀层。刷镀电源串联在两级之间。

为了稳定地向工件表面的液层提供足够的待镀金属离子，将高浓度刷镀液直接泵送或自然回流在阴极和阳极之间。

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刷镀服务内容

(1) 磨损件的修复和加固。

各种机械、不同材质的轴、箱体、端盖等零件磨损后可用刷镀修复。修复硬度范围为HRC20-60，可满足各种工况要求，大大提高其性能。使用寿命。

(2)发动机曲轴磨损超差修复。

电刷镀的方法可以使磨损过度的曲轴恢复原来的尺寸，大大延长曲轴的使用寿命。

(3)加工超差的恢复。

如果贵重机械零件加工超差，采用刷镀的方法校正其几何形状和尺寸精度比较方便。

(4)大型机械零件不拆卸的修理。

对于大型、高精度、复杂的机械零件，可在现场进行局部维修，无需拆卸，免去拆卸、吊装、运输等环节，效率高、经济、省时。

(5)强化新产品、新工件的表面处理。

可应用于新产品、新工件的生产过程中，并可进行强化，使其具有特定的力学性能和物理化学性能。

(6)准备工件、设备和金属结构的表面保护层。

在工件、设备或钢结构的表面涂上一层保护层，使表面具有高效抗腐蚀、抗氧化、耐高温等特殊性能，这是一般涂层保护所无法比拟的。

用电刷镀修复印刷电路、电气设备的接点、电子元器件的插针座等。

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技术的新发展

随着刷镀技术的不断研究和推广应用，刷镀技术得到进一步发展。它不仅用于损坏部位的修复，而且与其他表面工程技术一样也取得了长足的进步。

目前应用于材料工程和制造工程，其技术会更加完善和成熟。

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电刷镀复合镀层研究

复合涂层是涂料研究和应用的一个重要发展方向。

复合涂层按其结构可分为层状涂层和扩散涂层。分层镀层是由两种或多种金属元素依次沉积形成的多层镀层。

根据性能设计合理的多层结构，可有效提高镀层与基体的结合强度，改善镀层内应力分布和裂纹扩展方向，获得一些特殊的优良性能。

通过涂层结构设计和工艺调整，还可以根据零件的结构特点和工况制备不同性能的涂层，以满足不同的应用要求（如减磨、耐磨、耐腐蚀、耐高温等）。 .

分散镀是指在常规镀液中加入一些高性能固体颗粒，使这些颗粒均匀悬浮在镀液中，在刷镀时与金属离子共沉积，获得性能优良的复合镀层。

研究表明，在刷镀液中加入微米级第二相分散颗粒（如SiC、Al2O、SiO、ZrO、金刚石等-41）对共镀后形成的复合镀层有一定的分散强化作用。沉积。

但是，当使用的分散颗粒尺寸较大时，难以保证涂层结构的均匀性和性能稳定性工艺品表面镀金设备，其工业应用受到一定程度的限制。在涂层结构和构造上仍需进一步改进。

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刷镀技术在纳米表面工程中的新进展

(1)复合材料相关研究表明，微米级第二相颗粒弥散强化的增韧效果不是很显着。

与纳米粒子复合后，将获得显着的增韧强化效果。1988 年，Izaki 等人。采用纳米碳化硅强化Si3N4陶瓷，使SiC/Si3N陶瓷的力学性能与单相Si3N4陶瓷相比有明显改变。由于日本新元浩一等人通过在微米级A1O中加入500%SiC纳米粉体合成了高强度纳米复合陶瓷，纳米复合陶瓷比微米级复合陶瓷具有更优越的性能，尤其是强度和高温性能. ，已成为近年来陶瓷材料领域的研究热点之一，具有发展成为新型结构材料的良好前景。

类似地，对于复合涂层材料，以纳米-纳米和纳米-微米为第二分散相或多个分散相的复合涂层可以大大提高机械性能。

(2)纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，这为涂层材料的组成和性能改进提供了有利条件，使材料的功能化成为可能。

将纳米粉体与刷镀技术相结合，制备含有纳米粉体的纳米或表面复合涂层，可以改善基体表面的机械、物理和化学性能，达到材料表面改性和功能化的目的。

与传统涂层相比，纳米涂层应具有高强度、高韧性、更好的耐腐蚀性、优越的耐磨性和抗热疲劳性。

尤其是纳米材料的特性是制备纳米结构涂层，并在恶劣条件或特殊环境（如超高温/低温、超高压、真空、腐蚀环境、辐射、吸声、信号屏蔽等）中发挥作用, 和点承重等）无毒纳米涂层开辟了新的领域。

纳米材料的涂层制备不仅可以利用纳米结构材料的性能优势，而且可以最大限度地降低使用纳米结构材料作为基底的高成本。

(3)马亚军、许龙堂等采用刷镀技术制备了含镀镍纳米粉体的镍基复合镀层。

使用镍包裹的纳米颗粒解决了涂层共沉积过程中粉末颗粒均匀分布的问题。测试了复合镀层的表面形貌、微观结构特征和显微硬度，提出了镀镍纳米Al2O3粉体、镀镍纳米SiC粉体与镍的共沉积机理。

张玉峰等。提出纳米Ni-Z10再镀层的刷镀工艺。试验表明，镀层中ZrO颗粒的复合量随着镀液中ZrO含量的增加而增加。时效热处理可以显着提高涂层的硬度。热处理后硬度达到最大，纳米Ni-ZrO复合镀层的高温耐磨性能是母材（40Cr钢）的5～7倍。

这是因为复合刷涂层中纳米ZrO的存在抑制了晶粒的长大，从而提高了涂层的硬度和耐磨性。复合刷镀纳米Ni-z涂层具有优异的高温耐磨性，可用于高温磨损后的设备修复（如高速柴油机缸体、发动机轴承衬套、汽车燃气高温-温度工作环境600℃以上）。涡轮发动机主轴等修理）。

张伟等。"川用含有纳米金刚石粉的镀镍液刷镀复合镀层，系统研究了复合镀层中纳米金刚石对镀层微观结构、力学性能和耐磨性的影响。

结果表明，纳米金刚石的弥散强化作用可有效促进镀层生长，降低内应力，提高镀层显微硬度。

含有纳米金刚石粉的复合镀层在常温高负荷下具有优异的抗疲劳和抗磨性能，其耐磨性是纯镍镀层的4倍。

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刷镀组合技术进展

刷镀技术与其他表面工程技术（特别是高能束加工技术，如激光束、离子束等）的结合是刷镀复合技术的一个重要发展方向。

可分为以刷镀为前道工序的组合（刷镀+其他表面工程技术）和以刷镀为后道工序的组合（其他表面工程技术+刷镀）。

其中，刷镀作为前道工序时，后道工序的主要作用体现在镀层的再加工上。此时可强化所得刷涂，增加界面结合强度，补充涂层的特殊性能。等。也可以在得到的涂层的基础上制备新的材料层。例如电刷镀与激光微精密处理技术相结合，利用激光在一些重要的摩擦副涂层表面打出规则的凹坑，可以强化涂层，提高储油能力，提高耐磨性。的摩擦副。; 当刷镀结合激光重熔和激光强化技术时，

结合刷镀和离子注入技术，在镀镍、镀镍钨、镀铜层上注入氮离子，强化镀层，进一步提高刷镀的耐磨性。

刷镀与钎焊技术结合时，在一些难钎焊材料上镀铜、锡、银等过渡镀层，再进行钎焊，可以解决母材与钎焊材料的性能差异，并增强界面结合力。用于修复机床铸铁导轨划痕的“夹板电镀”就是一个典型的应用实例。

刷镀作为后道工序的复合时，如果此时刷镀作为最终加工工序，则刷镀后的表面质量和刷镀层的误差决定了零件的最终质量；如果刷镀后进行补充加工，此时应留有加工余量。

例如，电刷镀技术与热喷涂技术相结合，利用热喷涂层快速恢复尺寸，然后在涂层上进行电刷镀，堵塞喷涂层的孔隙，减少表面粗糙度并获得所需的涂层性能。

刷镀结合涂胶技术时，对于一些较大零件上较深的划痕、沟槽和凹坑，在不便于堆焊、钎焊和热喷涂的地方，可先用粘性导电胶填满沟槽，涂胶后固化后，在胶水上刷上金属涂层。

应该说，可以与刷镀相结合的表面工程技术有很多，应根据实际应用选择必要的复合技术，以达到最佳的协同效果，达到低成本、高性能的要求表面工作层准备。

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刷镀的应用

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刷镀技术在机械工程中的应用

刷镀技术已广泛应用于航空航天、机车、船舶、石油化工、纺织印染、工程机械、电子电力、文物修复、工艺品装饰、局部镀金、过银等。一般来说，有以下几个方面：修复轴颈磨损。孔洞部位的修复。滚动轴承的维修。

(1)刷镀工艺可快速修复机械零件的加工公差、磨损、麻点和划痕，恢复磨损和超差零件的尺寸，满足公差要求；

(2)对碳钢、不锈钢、铸铁(钢)、铜(合金)、铝(合金)等多种金属材料有良好的结合力，镀层硬度高，耐磨性好，修补厚度可达1.0mm以上，可满足各种修补的性能要求。新刷镀保护层。用于提高零件的耐磨性、表面耐蚀性和抗高温氧化性；

(3)模具的修复与保护。例如，表面刷镜面涂层，满足防腐和表面光泽的要求，提高模具的性能和寿命；

(4)大型精密零件的修复，如曲轴、油缸、柱塞、机体、导杆等局部磨损、划伤、麻点、锈斑等；

(5)改善零件表面的金相性能。如提高材料的钎焊性能，零件的局部渗碳和渗氮防止等；

(6)提高轴承与配合面的过盈配合性能。如增加过盈量，增加配合面的耐磨性和耐蚀性；

(7)印制电路板的维护和保护。如镀金别针、镀银等；

(8)电触头、接头、高压开关的维护和保护；

(9)通常用笛子难以完成的操作。如有缺陷的电镀件、不能进入槽内的工件、已经安装在设备上的工件、只需要局部电镀的工件、一些深孔、盲孔等的修复；

(10)常温施工，保证基体不产生热变形和金相组织变化，延长零件使用寿命。如铸造沙眼、淬火裂纹修补，几乎看不到痕迹；

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刷镀技术在机械工程中的应用与展望

(1)运动部件磨损和损坏表面的修复是刷镀在机械工程中的主要应用。

可分为外表面修复和内表面修复。外表面如：活塞杆、发动机曲轴、传动轴和销轴、齿轮轴等外圆表面，以及作为机床运动基准的导轨平面。

内表面如：液压缸、轴承座内孔、轴套、箱孔系等。刷镀可作为机床、夹具或有匹配性能或间隙要求的组件的调整间隙的方法.

如果柴油机轴承间隙变大，可在连杆轴承瓦背刷镀铜，获得符合要求的轴承间隙，很容易满足工程使用要求。对于数控机床、加工中心等进口机械设备，由于备件价格高，采购周期长，采用刷镀修复可以降低维修成本和缩短周期工艺品表面镀金设备，经过处理后的表面性能修复可以超过原来的。其性能和经济效益非常显着。

同样，机械工程中各种模具损坏部位的修复也是刷镀修复的另一个重要应用方面。同时，刷镀技术也可作为各种模具的表面强化方法。用耐磨、耐冲击或耐高温材料刷涂模具表面，可提高各种机械工程模具的使用寿命。这是近年来开辟的一个新的应用领域。

(2)电刷镀以其设备简单、工艺成熟、温度低、参数可控等突出优点将逐渐受到重视。

在基材上刷镀薄金属层（厚度小于 100 μm）以改善表面性能和恢复尺寸是使用最广泛的刷镀技术。

同时，刷镀的纳米结构薄层具有很高的耐磨性和耐腐蚀性，还具有较高的硬度和与基体良好的结合力，可作为理想的保护涂层；它具有低磨损率和低摩擦系数，可用于要求高耐磨性和低摩擦系数的场合，如汽车发动机和液压活塞。

刷镀纳米合金可用于飞机起落架部件、汽车减震器和液压活塞。在核电机组管道内表面刷镀纳米晶结构，对因晶间腐蚀和应力腐蚀引起的裂纹和损坏的管道进行现场修复，也是刷镀纳米晶材料的重要工业应用。

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