電刷鍍技術(shù)特點(diǎn)及在電廠檢修領(lǐng)域的應(yīng)用

崔樺楠+陳杰

（海南核電有限公司 海南 昌江 572733）

摘要：電刷鍍技術(shù)利用電化學(xué)沉積原理，通過電解方法在工件表面獲取鍍層。主要目的在于強(qiáng)化、提高工件表面性能，獲得工件的耐腐蝕性、耐磨損等特殊性能，也可以改變（增加）工件尺寸，改善機(jī)械配合性能，修復(fù)因磨損而報(bào)廢的工件等。具有成本低、操作方便、表面結(jié)合性能好等技術(shù)特點(diǎn)，在國內(nèi)表面工程技術(shù)工作中使用廣泛，在電廠修復(fù)領(lǐng)域也有較好的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：電刷鍍 特點(diǎn) 應(yīng)用

電刷鍍技術(shù)是表面工程技術(shù)的重要組成部分，1979年在國內(nèi)開始研制，1989年國家經(jīng)委在全國推廣應(yīng)用該技術(shù)。電刷鍍技術(shù)是應(yīng)用電化學(xué)沉積原理，在能導(dǎo)電的工件表面的選定部位快速沉積指定厚度鍍層的表面技術(shù)。

電刷鍍技術(shù)是根據(jù)電化學(xué)沉積原理在工件指定部位快速沉積金屬的技術(shù)。電刷鍍時(shí)電刷鍍電源的負(fù)極通過電纜線與刷鍍工件連接；正極通過電纜線與鍍筆陽極連接。陽極經(jīng)包裹后與工件的刷鍍表面輕輕接觸，含有需沉積金屬離子的鍍液不斷地添加到陽極和工件表面之間。此時(shí)在充滿鍍液的陽極和工件表面之間形成了一個(gè)“微型電鍍槽”，在工件和陽極之間電場力的作用下，帶正電荷的金屬離子向帶負(fù)電荷的工件表面作定向遷移，并在工件表面獲得電子還原成金屬原子，被還原的金屬原子在工件表面按一定的規(guī)律沉積形成鍍層，鍍層被“刷”在工件表面上，隨時(shí)間的推移，鍍層厚度不斷增加，直至所需厚度為止。

從電刷鍍技術(shù)原理中可以知道電刷鍍技術(shù)的基本要點(diǎn)是接觸相對運(yùn)行，其設(shè)備簡單、工藝靈活，不但可以用于被損壞設(shè)備和工件的修復(fù)，還能夠制備工件表面的耐磨、耐腐蝕、裝飾等鍍層，廣泛用于機(jī)械修復(fù)、冶金、石油、化工等領(lǐng)域。

1、 設(shè)備簡單、投入少、收效快

電刷鍍主要設(shè)備為專用電源，輔助工具為陽極和鍍筆，消耗材料為包裹材料和溶液，不需要渡槽和大面積的工作場地，不需要備品備件和原材料的儲備的周轉(zhuǎn)，投入少收效快，只要有水和電源就能實(shí)施修復(fù)。

2、 鍍層具有優(yōu)良的力學(xué)和物理化學(xué)性能

電刷鍍鍍層與基體金屬以及鍍層內(nèi)部自身間有良好的結(jié)合強(qiáng)度，一般比槽渡和噴涂層要高，如鎳電刷鍍層在鋼鐵基體上的結(jié)合強(qiáng)度一般不小于70MPa。且其在鈦、鋁、銅、鉻及高合金鋼和石墨等材料上也具有很高的結(jié)合強(qiáng)度。

3、 工藝靈活、操作方便、適應(yīng)范圍廣

可以在各種金屬材料及其他能導(dǎo)電的表面上進(jìn)行刷鍍。

可以十分方便地獲得不同性能和使用要求的單金屬鍍層、合金鍍層、復(fù)合鍍層、組合鍍層、非晶態(tài)鍍層及其他特定性能要求的鍍層。

改變陽極的形狀可以在各種表面，如軸、孔、平面以及曲面上進(jìn)行電刷鍍。

改變陽極的尺寸可以在不同尺寸—小至幾毫米大至上米的表面上進(jìn)行刷鍍。

可以實(shí)施不解體電刷鍍和大型工件及特殊條件下的現(xiàn)場電刷鍍作業(yè)。

4、 鍍層質(zhì)量高

鍍層結(jié)合強(qiáng)度高：電刷鍍鍍層與集體金屬之間以原子吸附和鍵連接的形式連接，所以鍍層在各種基體表面上均有滿意的截個(gè)強(qiáng)度；

鍍層厚度控制精確：利用電刷鍍專用電源上的厚度控制系統(tǒng)—安培小時(shí)計(jì)，可以對鍍層厚度實(shí)施有效的監(jiān)控，控制精度為±10%設(shè)定鍍層厚度。

表面狀態(tài)良好：正常情況下電刷鍍技術(shù)是在工件表面均勻的沉積一層鍍層，鍍層表面平整、致密，在鍍層厚度≤0.1mm時(shí)，可保持被刷鍍表面原來的表面粗糙度。

孔隙率低：如對孔隙率有要求時(shí)，可選擇低孔隙率鍍層。

5、 對工件輸入熱量小

電刷鍍過程中工件的最大溫度不超過70℃，而大部分作業(yè)是在常溫下進(jìn)行的。在此溫度下不會引起工件的變形，不會產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及表面金相組織的變化。

6、 生產(chǎn)效率高、節(jié)約能源

電刷鍍的沉積速度快、輔助時(shí)間少、修復(fù)周期短，可以最大限度的實(shí)現(xiàn)原件原用的維修目標(biāo)。

電刷鍍技術(shù)能耗低，就修復(fù)工藝本身而言，電刷鍍的耗電量是電鍍和焊接耗電量的幾十分之一。

7、 操作安全，對環(huán)境污染小

就電刷鍍?nèi)芤罕旧矶?，溶液多為弱堿性或弱酸性，組成中不含氰化物等劇毒物質(zhì)。在工藝上，溶液在電刷鍍過程中可回收循環(huán)使用，因此溶液的消耗量少，不會造成大量溶液和廢汽的排放，對環(huán)境的污染小。

該技術(shù)在電廠檢修領(lǐng)域的應(yīng)用，可大大縮短檢修周期，降低檢修成本。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)類型的修復(fù)工作中：

軸類缺陷的修復(fù)：當(dāng)軸類定期檢驗(yàn)及日常修復(fù)的拆卸過程，對軸外表面摩擦、剮蹭產(chǎn)生的輕微劃痕、軸徑彎曲等，但高速軸的動(dòng)平衡技術(shù)參數(shù)要求較高，且劃痕的存在使葉輪等的安裝匹配存在偏差，故缺陷雖小，必須及時(shí)處理。修復(fù)時(shí)，將軸類零件吊裝至車床上，并架表對中，測量跳動(dòng)偏差，找到跳動(dòng)較大位置及劃痕位置，在其表面刷鍍一層鎳，填充劃痕凹坑，再使用車削技術(shù)加工掉多余部分，以達(dá)到安裝運(yùn)行要求。

端蓋類缺陷修復(fù)：與軸類缺陷修復(fù)類似，當(dāng)端蓋與安裝段出現(xiàn)一定間隙或者劃痕，使用電刷鍍技術(shù)在待修復(fù)表面刷鍍一層鎳，再使用車床進(jìn)行適當(dāng)修復(fù)以達(dá)到要求尺寸。

平面類缺陷修復(fù)：平面缺陷即平板類工件表面出現(xiàn)缺陷時(shí)，使用電刷鍍技術(shù)在其表面刷鍍一層鎳。此類缺陷處理存在一個(gè)難點(diǎn)，不像軸類及端蓋類工件的修復(fù)，其在車床上利用車床主軸的勻速旋轉(zhuǎn)，鍍筆在零件上固定位置接觸，從而可保證刷鍍速度的均勻，確保了刷鍍表面的質(zhì)量和結(jié)合強(qiáng)度。而在平面工件上進(jìn)行刷鍍時(shí)，無論是工件還是鍍筆，均無法執(zhí)行勻速運(yùn)動(dòng)，只能是往復(fù)運(yùn)行，無法保證刷鍍速度均勻，這就導(dǎo)致刷鍍層的不均勻，使刷鍍過程持續(xù)時(shí)間較長，刷鍍厚度增加，且在后期測量、修整上花費(fèi)更多的工時(shí)。額外的，如果刷鍍均勻程度較差，部分區(qū)域刷鍍厚度過大（大于0.3mm）會使表面粗糙度變差，如果再增加刷鍍厚度，則結(jié)合強(qiáng)度會受到影響。

上述檢修工作，如果使用焊接修復(fù)法，則可能會使工件產(chǎn)生熱變形及修復(fù)后存在殘余應(yīng)力，影響修復(fù)質(zhì)量，而直接更換備件，動(dòng)輒幾萬幾十萬的備件采購費(fèi)用將大大增加修復(fù)成本，給公司維修工作產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?？梢姡陔姀S維修工作中，電刷鍍技術(shù)的應(yīng)用可已在保證維修質(zhì)量的前提下，大大減少維修成本。