摘要 用常规的电刷镀方法很难在镀铬工件、不锈钢件等易钝化的金属材料上电刷镀出高结合力的镀层。采用本文推荐的刷镀方法可以解决这类材料的可镀性问题。大量成功应用实例证明，镀层与基体的结合强度与普通上镀层与基体的结合强度相当，解决了当前易钝化材料电刷镀修复质量差的难题。
    关键词 难镀材料，电刷镀，铬面刷镀，不锈钢刷镀

    1. 前言：
    新型维修方式的出现为设备维修市场增添了活力，但其中不乏有人为了推销自己的设备、技术或夸大其维修效果，有意贬低电刷镀技术，说目前的刷镀技术存在镀不快、镀不厚、结合力差等问题。事实上，即使是有多年刷镀经验的工程技术人员，也往往不敢肯定自己的修复质量。特别是当难镀材料时（如镀铬面、不锈钢等），也常常不知所措。再加上近年来，电刷镀市场鱼龙混杂，有人通过虚假的广告宣传，使很多新入行的刷镀工作者损失惨重，不能成功的主要原因是镀层与基体结合力差，常常是刷镀尚未完成，镀层已经起皮。镀层与基体结合力差的根本原因是镀前处理方法不当。
    实际上，我国的电刷镀技术已在许多方面取得了重大突破，从根本上解决许多国际难题，使修复超差1毫米以上的工件变得轻而易举。镀层与基体的结合强度超过喷涂层，修复效率与喷涂技术相当。按照本文给出常见难镀材料的镀前处理方法及相应的刷镀工艺，可以确保刷镀的成功率。该工艺是从事多年刷镀研究与实际应用成功经验的总结，相信对读者有实质性的帮助。
    由于电刷镀技术的应用面越来越广，很难在有限的篇幅里把可能遇到的刷镀工艺一一列举出来。如想了解更多的详细研究背景和应用实例，可查阅文后所附的参考文献。
    2. 难镀材料的刷镀工艺
    2.1 镀铬零件电刷镀工艺
    有过铬面刷镀经历的科技工作者都知道，采用常规刷镀方法修复镀铬工件，成功率很低，甚至没有成功的可能性。实际上，自从上个世纪30年代——镀铬技术开始投入使用以来，一直有人在研究镀铬工件的再电镀问题，至今仍未找到好办法。只能采用机械加工或阳极电解的办法去掉已有的镀铬层，经修磨后重新电镀。很多技术资料中都提到过铬面活化液的配方及其使用方法，但不具备实用价值。
    因为在大气环境中，铬面上始终有一层附着力极强的氧化膜，而且氧化膜具有瞬时自修复特性，这层氧化膜的隔离作用是铬上镀层与基体结合力很差的根本原因。因此，能否彻底去掉铬面上的氧化膜并防止其再生，是解决镀铬工件刷镀成败的关键。
    使用西北工业大学研制成功的FJY系列电刷镀溶液中的“全能铬面活化液”，配以高结合力的“铬面底镍”，可以在自然条件下，不需要采用任何辅助措施，就能在镀铬面上再次电沉积出具有极高结合力的金属镀层，从而解决了近一个世纪以来一直困扰广大科技工作者的世纪难题。根据镀铬工件的表面状态不同，所采用的刷镀方法如下：
    2.1.1 镀铬工件（铬面无破损）刷镀工艺：
    机械打磨 → 电净 → 水洗 → 铬面活化 → 不水洗 → 全能铬面底镍 → （水洗） →镀超厚镀层（如厚铜、厚镍及其合金等） → 水洗 → 打磨 → 镀面层→ 修磨至符合精度要求 → 检验
    经铬面活化液活化后，不宜水洗，可以直接镀全能铬面底镍以提高镀层的结合强度。如果选用非FJY系列的底层，可能需要水洗，否则会污染镀液。但是，长时间的水洗，可能会使活化后的铬面再次氧化，从而降低了活化效果，仍不能获得高质量的镀层。
    2.1.2 镀铬工件（铬面有破损，基材为钢铁材料）刷镀修复工艺:
    机械打磨 → 电净 → 水洗 → 2号活化 → 3号活化 → 水洗 → 全能铬面活化 → 不水洗 → 铬面底镍 → （水洗）→镀超厚镀层（如厚铜、厚镍及其合金等） → 水洗 → 打磨 → 镀面层 → 修磨至符合精度要求 → 检验
    因为铬面有破损，基体为钢铁材料，所以在刷镀工艺设计中，增加了钢铁材料的活化步骤，此后再进行铬面活化。在刷镀施工过程中还发现，对于表面有破损的镀铬工件，经过2号活化后会在镀铬层与基体的交界处产生一个台阶。如果镀铬面底镍后直接镀硬度较高的镀层（如镍及其合金等），台阶部分需要多次打磨才能实现平滑过渡；如果在镀完铬面底镍后镀FJY系列的高韧性铜，通过打磨来实现平滑过渡就很方便。
    该技术已成功应用于液压支柱、印刷滚筒、镀铬柱塞、镀铬模具的等镀铬工件电刷镀修复。有人采用该工艺在镀铬模具上刷镀的镍层甚至经得起车削加工，其结合强度不低于普通碳钢上刷镀层的结合强度。
    2.2 不锈钢零件电刷镀修复工艺
    由于不锈钢在自然环境下具有非常好的耐蚀性，因此，近年来用不锈钢材料制造的工件越来越多。不锈钢之所以不锈，是因为在其表面上有一层防腐能力很强的氧化膜，而且氧化膜很容易再生。一般说来，不锈钢上刷镀层与基体结合力差的根本原因是在镀前处理过程中，没能将其表面上的氧化膜彻底去除。如果能彻底去掉不锈钢表面上的氧化膜并防止其再生，就能保证镀层与基体的结合力。使用西北工业大学研制成功的FJY系列电刷镀溶液中的“不锈钢活化液”及“不锈钢底镍”，按照下文给出的刷镀工艺，可以在不锈钢基体上刷镀高结合力的金属镀层。刷镀工艺及主要工艺步骤说明如下：
    机械打磨 → 电净 → 水洗 → 不锈钢活化 → 不水洗 → 不锈钢底镍 → （水洗） → 镀超厚镀层（FJY系列镀液中的厚铜、厚镍及其合金等） → 水洗 → 打磨至符合精度要求→ 检验
    经不锈钢活化液活化后的工件，不宜水洗，直接镀不锈钢底镍以提高镀层的结合强度。如果选用非FJY系列镀液作底层，则需要水洗，否则会污染镀液。但是，长时间的水洗，可能会使活化后的不锈钢再次氧化，从而降低了活化效果，仍不能获得高质量的镀层。
    2.3 合金钢零件电刷镀修复工艺
    因含有各种各样合金化元素的合金钢较普通碳钢有更好的机械性能，因此，承受重载荷的零部件一般都用合金钢制造。合金化元素的加入不仅改变了普通碳钢的机械性能，也改变了钢铁材料的化学性能。如果仍按照普通碳钢的电刷镀工艺去对合金钢基材（如40Cr、35CrMo等）进行刷镀，很难保证刷镀的成功率。
    虽然有很多技术资料在介绍合金钢的刷镀工艺时，根据其中碳及合金元素的含量将其归纳到相应碳钢的刷镀工艺中，实践证明，这类工艺对合金钢的刷镀施工不具有指导性。使用西北工业大学研制成功的FJY系列电刷镀溶液中的“合金钢活化液”、“合金钢底镍”镀液，可以解决常用合金钢零件刷镀质量不稳定的问题，消除了长期以来广大科技工作者对合金钢镀后质量吃不准的疑虑。刷镀工艺及主要工艺步骤说明如下：
    机械打磨 → 电净 → 水洗 → 2号活化 → 3号活化 → 水洗 → 合金钢活化 → 不水洗 → 合金钢底镍 → 水洗 →镀超厚镀层（FJY系列镀液中的厚铜、厚镍及其合金等） → 水洗 → 打磨至符合精度要求→ 检验
    经合金钢活化液活化后的工件，不宜水洗，直接镀合金钢底镍以提高镀层的结合强度。
    2.4 复合材质（钢铁、铜、镍）刷镀工艺
    在电刷镀施工过程中，经常会遇到在多种材质共存的基体上（如已经镀过铜、镍的钢铁基体）进行电刷镀施工。因此，需要一套同时适用于多种基材刷镀的电刷镀溶液及工艺。只有采用FJY系列刷镀技术中的复合材质镀前处理方法及镀前处理溶液，才能在多材质共存的基体上刷镀高结合力的镀层。刷镀修复工艺及主要工艺步骤说明如下：
    机械打磨 → 电净 → 水洗→ 2号活化→ 水洗→ 3号活化 → 水洗→ 复合活化 → 不水洗 → 复合底镍 → 水洗 →镀超厚镀层（FJY系列镀液中的厚铜、厚镍及其合金等） → 水洗 → 打磨至符合精度要求→ 检验
    2.5 镀镍工件的电刷镀修复工艺
    在日常生活中很少见到只镀镍的工件，但是，对于刷镀工作者而言，经常会遇到在镍镀层上再次刷镀的问题。因为在刷镀施工过程中，有人常常采用多层镀的方法加厚镀层，以达到恢复尺寸的目的，因此，必须掌握镍上刷镀的方法。有很多资料上介绍过镍上刷镀的方法，这里介绍一种成功率很高的使用FJY系列镀液的刷镀方法，仅供参考。
    与镀铬工件相似，在镍面上也很容易生成一层防腐能力很强的氧化膜，而且氧化膜的再生能力也很强。多层刷镀之所以结合力差，通常都表现在镍上镀层与基体的结合不牢。
    使用FJY系列电刷镀溶液中的“镍面活化液”，可以解决镍上镀层与基体结合力差的问题。镀镍工件的电刷镀修复工艺及主要工艺步骤说明： 机械打磨 → 电净 → 水洗 →镍面活化 → 不水洗 → 底镍 → 水洗 →镀超厚镀层（FJY系列镀液中的厚铜、厚镍及其合金等） → 水洗 → 打磨至精度要求→ 检验
    经镍面活化液活化后，不必水洗，可以直接镀底镍以提高镀层的结合强度。
    2.6 铸件（铸铁、铸钢）的电刷镀工艺
    因铸铁、铸钢材料具有相似的成形工艺，在刷镀方法上有相似性，因此将其归纳为同类材料（从本质上讲，它们的成分、组织、结构和性能是完全不同的）。一般说来，铸件有较多的铸造缺陷（缩孔、砂眼、偏析等），使用过的工件，在缺陷处残存有较多的污物（油渍等）。与铸钢相比，铸铁本身含有较多的渗碳体组织，因此铸铁件的电刷镀修复要更难一些。实践证明，保证铸件电刷镀修复成功率的关键在于前处理工作是否到位。具体修复工艺及主要工艺步骤说明如下：
    有机溶剂去油（或加热去油） → 机械打磨 → 丙酮清洗→ 电净→ 水洗 → 2号活化 → 3号活化 → 水洗 → 镀底层（FJY底镍、或FJY中性底铜） →水洗 → 镀超厚镀层（如厚镍及其合金、厚铜等）→ 水洗 → 修磨至精度符合要求→ 检验
    有机溶剂去油的作用是去掉残存在铸件缺陷处的污物。用脱脂棉蘸溶剂汽油或丙酮多次仔细清洗待镀面，直至脱脂棉上无污渍。条件允许的话，还可以用碱煮去油法或烘烤去油法。能否将油污去净，是决定铸件刷镀成败的关键。
    如果在活化之后，仍然发现工件表面有“断水”（water-breaking）现象，说明缺陷处的油污没能彻底去除，应重新进行除油处理。如果不经过再次除油处理而继续刷镀下去，很难保证镀层与基体有很高的结合强度。
    3. 结论
    本文通过对难镀材料上镀层与基体结合力差原因的分析，提出与常规刷镀方法不同的刷镀工艺。有针对性地选用FJY系列镀液中的特殊溶液，采用本文提出的工艺方法，可以解决这类材料的可镀性问题。大量成功应用实例证明，镀层与基体的结合强度与普通上镀层与基体的结合强度相当，解决了当前易钝化材料电刷镀修复质量差的难题。

参考文献
1. 费敬银，王卫康等. 自补偿光亮电刷镀镍技术及其在超音速风洞表面强化中的应用，材料保护，2006，39(6)：5-9
2. 费敬银等. 环境友好无氰电刷镀银技术及其应用，贵金属，2006, 27(2)：53-58