电镀NiW合金镀层在旋铆头中的应用

    摘要：采用电镀法在旋铆头(铆接不锈钢铆钉用)上沉积NiW合金镀层,并对旋铆头的失效形式、镀层的组织形貌、组织结构、显微硬度、耐磨性能等进行了分析和讨论。结果表明,已镀旋铆头的使用寿命比未镀旋铆头的寿命提高两倍以上。

    关键词：旋铆头;电镀;NiW合金镀层

    中图分类号：TG174.441文献标志码：A

    1前言

    以镍磷、镍钨为主的镍基合金电镀由于操作容易,镀层具有较高的硬度、致密性、耐蚀性、耐磨性、耐高温性及良好的外观,在工具、成形模具上的应用研究国内已有了不少报道。但由于模具的使用条件和影响因素复杂多样,使得镍基合金镀层在工模具上的应用受到了很大制约,其中不锈钢成形模具更是一个难点。这主要是目前国内普遍使用的不锈钢成形模具材料为Cr12(或Cr12MoV)、高速钢、合金铸铁等铁基合金模具材料,而这些材料与不锈钢(如:SUS304、SUS430等)互溶性大,容易在制品和模具之间发生粘着,轻则降低模具寿命,在工件表面产生划痕划伤,重则由于模具与工件之间发生冷焊现象,使模具报废。NiW合金镀层,特别是当其镀层为纳米晶、非晶时,镀层中因晶界、间隙、位错和组分偏析较少,性能更加优异,与不锈钢的互溶性不大,对改变镀层的耐磨性和防粘着性有良好效果。为了研究NiW合金镀层在不锈钢成形工模具上的实际应用状况和可行性,本文选用广东汕头某公司的旋铆头(不锈钢铆钉在铆接过程中所使用的成形工模具)进行电镀NiW合金纳米晶、非晶镀层试验,并对其使用寿命、失效形式、表面涂层组织和硬度等方面进行了分析。

    2试验材料及方法

    2.1旋铆头材料及制造工艺

    旋铆头材料为Cr12,主要成份为(%):2·002·3C,11·513Cr,≤0·35Mn,≤0·40Si;旋铆钉材料为SUS304不锈钢。旋铆头形状及尺寸如图1所示,表面粗糙度为Ra1·25μm。

    工艺流程为:下料→退火→车削→热处理→精磨。退火在箱式炉中进行,工艺为850℃870℃保温1h,然后在740℃760℃等温3h4h,随炉冷至500℃后出炉空冷;硬度要求小于或等于255HB。高温1100℃淬火后,500℃回火(2h)二次,冲头硬度为5961HRC。

    2.2电镀NiW合金纳米晶、非晶镀层工艺