化学镀Ni-W-P合金镀层的研究+文献综述(6)
1.3.6 采矿工业、军事工业、电子计算机等其他工业方面的发展
采矿工业环境条件恶劣，井下机械不可避免地接触盐水、矿酸，以受腐蚀和磨损的考验。因此，采矿机械需要进行表面保护。矿井顶板支撑系统中，常用电镀硬铬作为液压支柱的防腐蚀耐磨损保护层。然而，由于硬铬表面裂纹、多孔，使用中经常因为腐蚀严重以致液压支柱被咬死而无法动作。高压液压缸的这种问题更加严重。在高压工作下，镀层受到拉伸，使得高内应力的硬铬层的裂纹进一步加剧。这种情况下，采用25um厚的压应力的高磷化学镀镍层做保护，当液压支柱受高压拉伸时，化学镀镍层不会产生裂纹，并能够经受住地下煤矿环境的腐蚀与磨损。在某些露天采矿生产中，例如采选肥料用的磷矿石，要使用高压泵和喷射泵嘴，此时，腐蚀和冲蚀问题相当严重，但耐蚀耐磨的化学镀镍层的应用便可防止机械零件过早损坏。化学镀镍在电子和计算机工业中应用得最广，几乎涉及到每一种化学镀镍技术和工艺。许多新的化学镀镍工艺和材料正是根据电子和计算机工业发展的需要而研制开发出来的。化学镀镍是计算机薄膜硬磁盘制造中的关键步骤之一。主要是在经过精细加工的5086镁铝表面镀12.5um厚的镍磷合金层，为后续的真空溅射磁记录薄膜做预备。化学镀镍层含磷量为12%wt（原子百分比约20.5%）。镀层必须是低应力且为压应力。经250℃或300℃加热1h，此时仍保持非磁性，即剩磁小于0.1×10－4T。镀层必须均匀、光滑，表面上的任何缺陷和突起不得超过0.025um。因为技术要求高所以必须使用高质量高清洁度的专用化学镀液、全自动的施镀控制设备和高清洁度的车间环境。计算机薄膜硬磁盘化学镀镍是高技术化学镀镍的典型代表，占有相当重要的市场份额。化学镀镍技术在微电子器件制造业中应用的增长十分迅速。其他工业如注塑机、压铸模等多种型模是机械、轻工行业量大面广的产品。由于模具几何形状复杂，当采用电镀方法对模具表面进行强化时，为了使各个面都能够镀上，必须设计安装复杂的辅助阳极和挂具；而且，还必须要进行镀后机械加工，才能保证尺寸精度和表面粗糙度的要求；而且，化学镀镍层具有较低的摩擦系数和突出的脱模性能，使其成为最为经济有效的模具表面处理技术之一。铸造用模型和芯盒通常为铸铁或铸铝件，在使用过程中遭受磨料磨损，报废很快。采用化学镀镍镍表面保护之后，铸造模型和型芯盒的质量上等级，使用寿命显著提高。纺织机械转速很高，各种纤文纱线对于机械零件的磨损十分严重。化学镀镍，特别是人造多晶金刚石复合化学镀技术，比较成功地解决了纺织机械零件的磨损问题。印刷机上各种辊筒和部件，采用25～50um厚的化学镀镍层保护可防止印刷油墨和润白液的腐蚀。化学镀镍层的高度均匀性可保证印刷辊筒的尺寸精度，而无须镀后机械加工。某些医疗器械如：外科手术钳、牙科钻和医疗型模等金属制品上已采用化学镀镍层取代原用的电镀铬。
1.4 化学镀Ni-W-P合金的发展概况
随着工业生产的发展，要求材料具有更高的耐蚀性、耐磨性、磁性和硬度等，化学镀Ni-P合金往往不能满足要求。通过合金化方法，得到的Ni-W-P合金层比Ni-P合金层具有更好的高温耐蚀性、耐磨性和热稳定性。一般认为含磷量在1％ -5％的镀态合金是晶体或是微晶；含5％-8％磷量的镀态合金是非晶或者是微晶和非晶的混合；磷含量>8％的镀层可能是非晶体，也可能是微晶和非晶体的混合物或者是含有如Ni5P2,Ni5P4,Ni12P5的微晶和非晶的混合物[9]。在Ni-P合金镀层中，磷在镍基体中溶解度较低，所以镀态镀层是磷在镍基体中的过饱和固溶体，其组织结构实际上处于一种亚稳状态。镀层在加热过程中组织会发生变化，热处理后的组织由磷在面心立方镍中固溶体和Ni3P组成。由于Ni3P是从过饱和固溶体中加热析出的，颗粒细小分散，从而增加了镀层塑性变形的阻力，镀层得到强化而使硬度明显上升。目前，对化学镀Ni-P镀层的组织及加热后组织变化研究较多[10~12]，但对化学镀Ni-W-P镀层的组织及加热后组织变化研究还不多见，而且认识上还有差异[13~16]。
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