多弧(hu)靶(ba)离(li)子(zi)镀铬工艺的应(ying)用

1、关于多弧靶(ba)离子(zi)镀(du)铬(ge)的(de)研究背景

镀铬(ge)钢(gang)领(ling)在我(wo)国应(ying)用(yong)的(de)历(li)史已(yi)有40年，最早全(quan)面应用镀(du)铬钢领(ling)的是(shi)上(shang)海(hai)嘉(jia)丰棉(mian)纺织厂。1977年(nian)在(zai)江阴召开(kai)了全国(guo)性的(de)钢(gang)领(ling)镀铬(ge)会议(yi)[1]，使得(de)这(zhe)一(yi)新生事物(wu)得到肯(ken)定(ding)，引起了(le)全国纺织科(ke)研人员(yuan)的关注。当(dang)时(shi)，“五七(qi)棉(mian)纺(fang)厂(chang)”(现(xian)安(an)陆(lu)棉(mian)纺(fang)厂(chang))的(de)王力(li)总(zong)工(gong)程师，从镀(du)液、配方、工(gong)艺等方(fang)面进行了(le)优(you)化(hua)和(he)改进(jin)，使(shi)镀铬(ge)钢领(ling)的镀(du)铬技术(shu)进(jin)一(yi)步提(ti)高，在全(quan)国(guo)得到应用(yong)。随着(zhe)时(shi)间(jian)的推移(yi)，麻面(mian)钢(gang)领逐(zhu)步退(tui)出(chu)历(li)史舞(wu)台(tai)，而(er)擦光钢领得到发(fa)展(zhan)，镀(du)铬钢(gang)领在不断(duan)的(de)改(gai)进(jin)中前(qian)进。随着(zhe)科(ke)学技(ji)术的进(jin)步，近(jin)年来(lai)在(zai)常(chang)州与无锡(xi)三角区(qu)的镀铬工业园(yuan)中(zhong)，采 用了(le)快(kuai)速镀铬(ge)工(gong)艺，研(yan)究(jiu)出的催(cui)化剂使铬晶粒更(geng)细(xi)小，从(cong)而使(shi)镀(du)铬钢领(ling)走(zou)熟(shu)期(qi)短(duan)，钢领内跑道(dao)镀铬层(ceng)均(jun)匀，纺(fang)纱(sha)质(zhi)量(liang)提(ti)高(gao)，特别是(shi)使(shi)用(yong)周期(qi)可(ke)达(da)3年之(zhi)久(jiu)，受(shou)到纺纱厂(chang)广泛使用(yong)和(he)欢迎。东华(hua)大(da)学(xue)孔永华教(jiao)授在文(wen)献(xian)[23中(zhong)指出，经检验(yan)瑞士布雷(lei)克名牌(pai)钢(gang)领表(biao)面(mian)处理(li)是(shi)镀(du)铬，这(zhe)更坚定(ding)了我国镀(du)铬钢领(ling)发(fa)展(zhan)的方向。但我(wo)国(guo)的镀(du)铬钢(gang)领(ling)与瑞(rui)士(shi)布(bu)雷克钢领(ling)存(cun)在着(zhe)较大(da)的差(cha)距。必(bi)须认(ren)真(zhen)研(yan)究(jiu)解决(jue)以下几(ji)点问题(ti)：一(yi)是(shi)在钢(gang)领(ling)内跑道(dao)上镀(du)厚，镀(du)均匀(yun)，保证个与(yu)个(ge)、台与台、批(pi)与(yu)批(pi)之(zhi)间(jian)的差(cha)异(yi)很小，保证摩(mo)擦(ca)因(yin)数一(yi)致性(xing)，便于钢(gang)丝圈(quan)统一管理(li)。二是做(zuo)到镀(du)铬(ge)层(ceng)与(yu)基(ji)体(ti)的(de)无(wu)缝结(jie)合(he)，膜不起泡(pao)、不(bu)起皮(pi)，不脱(tuo)膜，保证镀(du)膜(mo)质(zhi)量。三是(shi)克服镀铬工艺中(zhong)产(chan)生(sheng)的“边(bian)角(jiao)效(xiao)应”，保(bao)持(chi)良好的网(wang)状(zhuang)裂纹的粗糙度，且(qie)钢(gang)领(ling)表(biao)面光滑(hua)。四是(shi)如(ru)何达(da)到纳(na)米晶(jing)的(de)镀(du)铬(ge)层(ceng)，使我国(guo)镀铬(ge)钢领由粗晶到微(wei)晶，进(jin)一步向(xiang)纳(na)米(mi)级(ji)钢领发(fa)展。五是必须(xu)在(zai)满足(zu)纺纱(sha)工艺要(yao)求(qiu)的(de)前提下(xia)，进一步提高(gao)钢(gang)领的(de)硬度，延(yan)长其(qi)使(shi)用(yong)寿命(ming)，但不(bu)是愈硬(ying)愈(yu)好(hao)。六是做(zuo)到(dao)镀铬工(gong)艺和生(sheng)产对人体健康及(ji)环(huan)境无(wu)害(hai)，目前(qian)电解镀铬(ge)为限制(zhi)生(sheng)产的行(xing)业，不利(li)于(yu)镀(du)铬(ge)钢领(ling)的发(fa)展。七(qi)是如何做(zuo)好(hao)潮(chao)湿(shi)高(gao)温(wen)及(ji)沿海地(di)区(qu)的(de)钢(gang)领(ling)防(fang)锈(xiu)处理，做(zuo)到免维护管理。

2006年(nian)是中(zhong)俄科(ke)技年(nian)，武(wu)汉高(gao)校(xiao)受(shou)邀去(qu)俄罗斯进行(xing)舰船镀(du)铬(ge)工(gong)艺新技(ji)术(shu)交(jiao)流。此后(hou)，我(wo)们开始(shi)对(dui)多弧离子(zi)镀(du)表面技术进(jin)行研(yan)究探索，经(jing)过(guo)3代(dai)离子镀(du)炉(lu)体结(jie)构及工艺的(de)更新换(huan)代，在(zai)总(zong)结(jie)多年(nian)理论与(yu)实(shi)践经验(yan)的(de)基(ji)础(chu)上，于2016年(nian)我(wo)校新(xin)设(she)计了(le)“多(duo)弧离(li)子(zi)镀”设(she)备(bei)，用于钢(gang)领(ling)镀铬(ge)，进行(xing)小(xiao)试(shi)生(sheng)产研(yan)究。

2、多弧离子(zi)镀(du)铬(ge)的设备及工艺(yi)原(yuan)理(li)

多(duo)弧离子镀铬设备(bei)如(ru)图(tu)l所示。该设(she)备为一(yi)个不锈(xiu)钢真(zhen)空炉(lu)体，前为(wei)真(zhen)空(kong)炉(lu)的炉门，后(hou)为(wei)真空抽气(qi)口，与真空系(xi)统(tong)相(xiang)连(lian)。真空炉(lu)四角(jiao)为4个加(jia)热(re)器(qi)，保(bao)证炉(lu)温均匀(yun)，炉(lu)中部为活动的工(gong)件架，工(gong)作架(jia)上放置(zhi)钢领(ling)(容量达500个)，由(you)炉底部(bu)传(chuan)动装(zhuang)置(zhi)传(chuan)动，其(qi)一方面可(ke)沿着(zhe)真(zhen)空室(shi)轴心做(zuo)周转，另(ling)一(yi)方(fang)面可(ke)沿(yan)着自身(shen)轴心自转，从(cong)而保(bao)证工(gong)件架(jia)上(shang)的每(mei)一个(ge)工件，在(zai)多弧(hu)镀(du)过(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)到均匀(yun)的轰击(ji)，得(de)到(dao)成(cheng)分(fen)均匀的纳(na)米(mi)级(ji)铬(ge)的(de)镀层(ceng)。炉体周(zhou)围(wei)为(wei)4个铬(ge)靶(金(jin)属(shu)铬块(kuai))。

其(qi)工作原理：炉内抽(chou)真(zhen)空(kong)时，开启(qi)偏(pian)压电源(yuan)，使炉内通人(ren)的(de)氩气分(fen)离(li)至(zhi)纳(na)米(mi)级(ji)氩离(li)子(zi)，在这同时开(kai)启(qi)铬(ge)靶电(dian)源，使铬(ge)靶产生像电(dian)焊(han)时(shi)一样的弧光(guang)，加热(re)铬(ge)块，使其(qi)铬(ge)靶(ba)的(de)铬金属(shu)气化成为(wei)纳(na)米级(ji)铬(ge)离(li)子Cr+、Cr+和(he)原(yuan)子(zi)，逸(yi)出的动(dong)能将(jiang)这些(xie)纳(na)米级铬(ge)离(li)子(zi)溅射(she)出来，并按(an)铬(ge)靶(ba)上(shang)的(de)磁(ci)场(chang)的(de)磁(ci)力线向(xiang)外(wai)飞(fei)散，这些被(bei)逸(yi)出(chu)来(lai)的铬(ge)离子Cr+，会(hui)被工件架上所施(shi)的偏压电源的(de)负(fu)极(ji)吸(xi)引，而(er)轰击在工件架(jia)的钢(gang)领上，并(bing)沉(chen)积(ji)在钢领表(biao)面(mian)上，形成(cheng)纳(na)米级铬的(de)镀(du)层(ceng)，由于可控可调，能达(da)到所需的(de)纳米镀层和(he)纳米(mi)晶(jing)体的(de)尺(chi)寸。经(jing)红(hong)外光(guang)谱(pu)及(ji)X射线(xian)衍射图 的分析，在(zai)钢领的表(biao)面(mian)及内(nei)跑道(dao)上有(you)均(jun)匀的铬层。

3、多弧(hu)离(li)子(zi)镀(du)铬的特性(xing)

目(mu)前(qian)镀(du)铬工(gong)艺已由(you)粗(cu)晶(jing)工艺(yi)、微(wei)晶(jing)工艺(yi)，发(fa)展到纳米(mi)结(jie)晶工艺(yi)。多(duo)弧(hu)离子镀铬(ge)在性能(neng)上(shang)与(yu)过去的电解(jie)镀(du)铬(ge)不(bu)相同，具(ju)有(you)纳米(mi)特(te)性(xing)，主要(yao)表现在(zai)以(yi)下(xia)方面(mian)。

3.1 镀铬工(gong)艺原理(li)

3.1.1 电解镀(du)铬(ge)

该工艺基本(ben)原理(li)是(shi)钢领表面铬(ge)吸(xi)附原(yuan)子生(sheng)长成(cheng)铬(ge)核(he)晶(jing)，铬(ge)核(he)晶继续生(sheng)长形(xing)成铬膜(mo)层。图2为镀铬层(ceng)晶(jing)面(mian)阶梯(ti)生(sheng)长示(shi)意图(tu)[3]，在(zai)电解(jie)铬过程中(zhong)，离(li)子放(fang)电(dian)可(ke)以(yi)在晶(jing)面上的任何地点发(fa)生(sheng)，形成晶(jing)面(mian)上(shang)的吸附(fu)原子，然(ran)后这(zhe)些吸(xi)附原(yuan)子(zi)通过(guo)晶(jing)面(mian)上(shang)的(de)扩(kuo)散过程(cheng)转(zhuan)移(yi)到(dao)“生长线(xian)”和生(sheng)长(zhang)点Ⅱ、Ⅲ并(bing)结(jie)合(he)进(jin)入(ru)晶格。显(xian)然(ran)吸附(fu)原(yuan)子(zi)将倾向(xiang)于占有(you)能量最低(di)的C点(dian)位置(zhi)，进而生(sheng)长(zhang)为(wei)铬核(he)晶(jing)。图(tu)3为(wei)简单地(di)表示出(chu)晶(jing)面的(de)相(xiang)对生长(zhang)速(su)率(lv)与晶体(ti)形(xing)态(tai)间(jian)的(de)联(lian)系(xi)图(tu)。可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，由(you)于生长速率的(de)不同(tong)，快(kuai)生长的(de)晶面趋(qu)于消失，而慢生长的晶(jing)面保留下来，最后结晶体呈(cheng)现一(yi)定(ding)的形(xing)态特(te)征(zheng)。继(ji)续(xu)生长(zhang)而成为(wei)膜层(ceng)，电沉积(ji)出(chu)来(lai)的(de)镀(du)铬层(ceng)大多数(shu)为晶态(tai)。

这(zhe)种镀(du)铬工(gong)艺(yi)，在(zai)钢领(ling)内(nei)跑道(dao)上(shang)形成(cheng)粗晶结构(gou)，图4所示是(shi)电解(jie)镀(du)铬钢(gang)领，钢(gang)领表(biao)面具有(you)“网(wang)状(zhuang)裂(lie)纹(wen)”的(de)粗铬晶结(jie)构(gou)的形(xing)貌。

采(cai)用(yong)快速(su)镀(du)铬(ge)工艺对(dui)钢(gang)领(ling)镀(du)铬，合(he)理控制(zhi)铬(ge)层(ceng)晶体(ti)生长核(he)率(lv)和(he)生长(zhang)速(su)率可(ke)使(shi)生长核(he)加大(da)，生(sheng)长(zhang)速(su)率(lv)尽(jin)可能(neng)减(jian)小(xiao)，则(ze)获(huo)得的(de)镀铬层结晶(jing)颗粒(li)就(jiu)可细(xi)小(xiao)如图(tu)5所示(shi)，钢(gang)领(ling)镀铬层(ceng)晶粒(li)细(xi)小，“网(wang)状裂(lie)纹(wen)”就(jiu)多(duo)而浅(qian)，表(biao)面(mian)光(guang)滑，因(yin)此(ci)获(huo)得(de)细(xi)微铬晶表(biao)面(mian)镀铬层的(de)钢领(ling)能(neng)具有(you)较(jiao)好的纺(fang)纱(sha)性能(neng)。

由此可(ke)知(zhi)，电解(jie)镀(du)铬钢领(ling)的铬(ge)结晶(jing)较粗(cu)，晶(jing)核形成(cheng)主(zhu)要(yao)依靠(kao)铬晶吸(xi)附(fu)原(yuan)子(zi)吸(xi)附在钢领上(shang)，因(yin)而铬(ge)晶与(yu)钢领(ling)基体附(fu)着(zhe)力不(bu)强(qiang)，加之电(dian)解(jie)过(guo)程中放(fang)出(chu)氢(qing)气等(deng)气体很(hen)容(rong)易附在(zai)被(bei)镀(du)基体(ti)上，使(shi)基(ji)体与(yu)镀铬(ge)层(ceng)隔开，有(you)时还(hai)会形(xing)成(cheng)气泡而(er)产(chan)生(sheng)起(qi)皮(pi)、起(qi)泡甚(shen)至脱膜(mo)现象，严(yan)重(zhong)影(ying)响镀铬质(zhi)量(liang)。

3.1.2 多(duo)弧离(li)子镀(du)铬(ge)

该工(gong)艺是(shi)在(zai)真(zhen)空炉中(zhong)，多弧(hu)靶上铬(ge)块(kuai)气化成铬离(li)子，铬(ge)离(li)子轰(hong)击钢领(ling)基(ji)体(ti)表(biao)面，这些(xie)移动的(de)离子就会进(jin)到(dao)多(duo)弧(hu)离子(zi)镀工(gong)艺(yi)所(suo)造成(cheng)的(de)缺(que)陷(xian)和小洞穴中(zhong)去(如(ru)图(tu)6所示(shi))，并停留在(zai)坑(keng)中与(yu)基(ji)体(ti)的(de)原(yuan)子进(jin)行(xing)扩张(zhang)，进(jin)而(er)渗入到(dao)基体(ti)形(xing)成(cheng)铬核(he)，由于多(duo)弧离子(zi)铬(ge)靶不(bu)断提(ti)供铬(ge)离(li)子(zi)，使铬(ge)核生长成原(yuan)子团(tuan)，这些(xie)原子团(tuan)就不断长大(da)成为粒子，这(zhe)些不断(duan)长大(da)的粒子(zi)就是铬晶(jing)体，这(zhe)些(xie)铬(ge)晶(jing)的能量(liang)键(jian)与(yu)基体(ti)表面(mian)上(shang)能量键(jian)相互(hu)作(zuo)用，而(er)成(cheng)为(wei)一个(ge)与基(ji)体(ti)结合(he)成(cheng)的过渡层，若(ruo)继(ji)续入射(she)铬离子到(dao)基体(ti)表面，粒子(zi)继续(xu)长(zhang)大，形成(cheng)如图(tu)7所示纳米级“岛状”结(jie)晶(jing)结(jie)构， 这些许(xu)许(xu)多(duo)多的(de)纳米(mi)级小岛，通(tong)过迷(mi)津结构(gou)形(xing)成(cheng)铬薄膜(mo)层，在(zai)其(qi)表(biao)面形成“网(wang)状裂(lie)纹(wen)”多(duo)而浅(qian)的(de)形(xing)貌。

由(you)上(shang)述(shu)可(ke)知(zhi)，多(duo)弧(hu)离子(zi)镀(du)铬(ge)钢领镀膜(mo)工艺是由(you)纳米(mi)级铬离子(zi)、原子(zi)与(yu)钢(gang)领(ling)表(biao)面基(ji)体(ti)原(yuan)子共(gong)同组成的(de)一体(ti)过(guo)渡(du)层(ceng)，铬(ge)靶不断(duan)提(ti)供(gong)纳(na)米铬原子而逐(zhu)渐生(sheng)长(zhang)成“岛状”晶体(ti)，经(jing)迷(mi)津结(jie)构(gou)形(xing)成(cheng)铬(ge)薄膜层(ceng)，并(bing)具有(you)“网(wang)状(zhuang)裂纹(wen)”结构(gou)的表(biao)面(mian)形(xing)态的(de)镀(du)铬层，镀铬(ge)层(ceng)表面(mian)光滑(hua)并具有(you)牢(lao)固(gu)的(de)附(fu)着(zhe)力(li)。

3.2 附着力高(gao)

镀(du)铬(ge)层(ceng)与(yu)钢(gang)领(ling)表面(mian)基(ji)体的(de)结(jie)合(he)力(li)在技(ji)术(shu)上(shang)称(cheng)附(fu)着(zhe)力，是镀(du)铬(ge)工艺中(zhong)的重(zhong)要质(zhi)量(liang)指(zhi)标。用(yong)WS200型(xing)附(fu)着力划痕试验(yan)仪(yi)测试膜基(ji)结合(he)力，其检(jian)验结果如(ru)表1所示。

由表1可见，由(you)于(yu)多(duo)弧(hu)离子(zi)镀(du)铬钢(gang)领(ling)的(de)镀铬(ge)层(ceng)与基体有一(yi)个(ge)合为(wei)一体(ti)的(de)过渡层，因(yin)此(ci)镀铬(ge)层与基体(ti)的(de)附着力非常好(hao)，不会(hui)出现镀铬(ge)层(ceng)起皮、起泡、膜剥落等质量(liang)缺陷(xian)。

3.3 摩擦因数(shu)小并(bing)可(ke)控(kong)、可(ke)调(diao)根(gen)据许(xu)多文献(xian)的报道(dao)卧(wo)。瑞士布(bu)雷克(ke)钢(gang)领与国产(chan)轴(zhou)承(cheng)钢领(ling)表(biao)面(mian)都(dou)具(ju)有(you)镀(du)铬(ge)层，这(zhe)是(shi)由(you)于(yu)铬的(de)摩擦因数小，特别(bie)是干(gan)摩(mo)擦因数在(zai)现有金属中(zhong)是最低的，镀铬层(ceng)具(ju)有良好的摩(mo)擦因(yin)数(shu)。通(tong)过(guo)改变(bian)多弧离子镀(du)各项工艺(yi)参(can)数(shu)，可(ke)在(zai)钢领(ling)表(biao)面形成如图8所示的(de)各种(zhong)不(bu)同(tong)“岛(dao)状(zhuang)”镀铬(ge)层的(de)形状。通(tong)过改(gai)变“岛”的形状(zhuang)，从而改(gai)变钢(gang)领(ling)表(biao)面上(shang)的(de)摩(mo)擦因(yin)数(shu)，满(man)足纺(fang)棉、纺涤(di)(细(xi)、中、粗号纱)，纺各种(zhong)化(hua)纤纱(sha)所需(xu)的(de)摩(mo)擦因(yin)数(shu)，纺好纱。

3.4 硬(ying)度较(jiao)高(gao)

硬度是(shi)钢领使用性能(neng)的主要(yao)指(zhi)标(biao)之(zhi)一(yi)，镀(du)铬(ge)可以使(shi)钢领(ling)镀(du)铬的(de)表(biao)面获(huo)得高(gao)硬(ying)度(du)，使钢领(ling)有较长的(de)使用(yong)寿命。

在同(tong)一基础(chu)条件下，将水磨钢领(ling)，擦(ca)光钢领及镀(du)铬钢(gang)领(ling)在洛(luo)氏硬(ying)度(du)试验机上测(ce)试其洛(luo)氏硬(ying)度(du)：水(shui)磨钢(gang)领(ling)HRC60.5，抛(pao)光钢领HRC60.5，多(duo)弧(hu)离子(zi)镀铬钢(gang)领(ling)HRC65.0。采(cai)用HX-1000型(xing)显微硬(ying)度计测试(shi)钢领表(biao)面(mian)硬度：普(pu)通(tong)镀(du)铬(ge)钢(gang)领HV 831，快速镀铬(ge)钢领HV 928，多弧离子镀铬(ge)钢领(ling)HV959．2。可(ke)以(yi)看出，多弧(hu)离子镀的镀铬钢(gang)领具(ju)有较高的(de)硬(ying)度。

根据摩(mo)擦磨损(sun)理(li)论，钢(gang)领(ling)的主(zhu)要(yao)磨(mo)损形(xing)式(shi)包(bao)括(kuo)氧化磨(mo)损、黏着(zhe)磨损(sun)(包(bao)括(kuo)磨粒(li)磨(mo)损)以(yi)及(ji)疲劳磨损。由于(yu)镀铬具(ju)有(you)高(gao)硬(ying)度(du)，又(you)有(you)较(jiao)好(hao)的耐(nai)热(re)性(xing)，在(zai)500℃以下高温，其(qi)光(guang)泽(ze)性(xing)、硬(ying)度均(jun)无(wu)明显变(bian)化。这(zhe)说(shuo)明(ming)镀(du)铬(ge)钢领具有(you)很(hen)高(gao)的(de)抗氧(yang)化(hua)磨(mo)损(sun)性(xing)能。

由(you)于(yu)镀(du)铬(ge)层的高硬(ying)度(du)、高耐(nai)热特性，使钢(gang)领(ling)内(nei)跑道(dao)在与(yu)钢(gang)丝(si)圈(quan)摩(mo)擦(ca)时(shi)，不(bu)易(yi)产(chan)生因塑性(xing)变形(xing)而引发的(de)黏(nian)着磨(mo)损(sun)，减小摩擦(ca)中的(de)犁削分量，减(jian)少(shao)了(le)磨损率，同(tong)时钢领(ling)的(de)高(gao)硬(ying)度(du)能有效降低(di)各(ge)种(zhong)形(xing)式(shi)的磨损，延长其(qi)使用(yong)寿(shou)命。

高(gao)硬(ying)度镀(du)铬层不易嵌入外来硬微粒(li)而引起磨粒(li)磨(mo)损。同时其(qi)对(dui)高(gao)压(ya)应力的(de)能(neng)力(li)使(shi)其具有较(jiao)好(hao)的抗(kang)疲劳(lao)磨损性能(neng)，因(yin)而不(bu)易(yi)引(yin)起(qi)钢(gang)领(ling)的疲劳磨(mo)损。

铬具(ju)有(you)高(gao)的防腐(fu)蚀(shi)性能(neng)，抗氧(yang)化腐(fu)蚀能(neng)力强，因(yin)而能延(yan)长(zhang)钢(gang)领(ling)使(shi)用(yong)寿(shou)命(ming)。

由(you)于(yu)镀铬层具有(you)较(jiao)小的摩擦因(yin)数(shu)，磨(mo)损(sun)率减少(shao)。

由于镀铬(ge)层的(de)高(gao)硬(ying)度(du)，能克服(fu)钢(gang)领的氧化(hua)磨(mo)损、黏(nian)着磨(mo)损和疲(pi)劳(lao)磨损(sun)，良好(hao)的抗(kang)磨(mo)蚀(shi)性(xing)及小摩擦因数(shu)使其获得(de)高(gao)耐磨性能(neng)，延(yan)长镀铬钢(gang)领(ling)的使用(yong)寿(shou)命(ming)，最(zui)长可(ke)达5年之久。

3.5 对(dui)人体(ti)和环(huan)境无害(hai)，产量(liang)高(gao)，成(cheng)本低电(dian)解(jie)镀(du)铬采(cai)用的是(shi)由(you)铬(ge)酐(gan)(Cr0。)和(he)少量(liang)的硫酸催化(hua)剂而组成的镀(du)铬(ge)溶液(ye)，铬(ge)酐有(you)毒，是有(you)害(hai)化学(xue)品，在电(dian)镀钢领(ling)时，电(dian)解(jie)工艺过程(cheng)中会有大量的(de)铬(ge)酸(suan)浓雾逸(yi)出(chu)而(er)带出(chu)铬(ge)酸溶(rong)液，向周围(wei)环境(jing)中排(pai)出大量(liang)的气体(ti)，危(wei)害(hai)人(ren)类(lei)健(jian)康(kang)和(he)周(zhou)围(wei)环境(jing)，还向(xiang)周围环(huan)境排出(chu)有毒的(de)水(shui)、汽及废(fei)液、废渣，已(yi)成为(wei)一个重(zhong)污染(ran)行(xing)业(ye)，属于限(xian)制和(he)淘汰的(de)行业(ye)。

多弧离(li)子(zi)镀(du)铬工艺(yi)是(shi)在真空(kong)室(shi)中(zhong)进(jin)行，开启(qi)蒸发(fa)源的电源(yuan)，使(shi)纯金(jin)属(shu)铬(ge)块(kuai)的表(biao)面出现明亮(liang)的(de)弧斑，不(bu)断(duan)发(fa)光闪(shan)动(dong)，使(shi)纯金属铬气(qi)化(hua)成(cheng)纳米(mi)铬离(li)子，且(qie)原(yuan)子(zi)按(an)磁(ci)场(chang)中(zhong)磁(ci)力(li)线向外扩散。而这(zhe)些被轰击出来的(de)铬(ge)的正(zheng)离(li)子(zi)及原(yuan)子，在钢(gang)领(ling)的(de)表面(mian)及(ji)内(nei)表(biao)面上沉(chen)积(ji)，随(sui)着(zhe)时(shi)间的增(zeng)加(jia)而形(xing)成(cheng)铬层(ceng)。整(zheng)个工(gong)艺(yi)中没有(you)有害化学(xue)品，没有(you)有(you)害(hai)废(fei)气(qi)、废水、废渣的(de)排出，而整(zheng)个加工(gong)工(gong)艺(yi)是(shi)在密闭(bi)的真(zhen)空(kong)室(shi)中进行，在(zai)氩气(qi)的保(bao)护(hu)下进行(xing)，不(bu)会(hui)对人体(ti)健(jian)康和环(huan)境产生(sheng)危害(hai)，属环保加(jia)工(gong)工(gong)艺(yi)，也(ye)是(shi)目前推(tui)广应(ying)用的(de)高(gao)新(xin)技术。

我们将继续(xu)努(nu)力(li)研(yan)制新的(de)大(da)功率(lv)靶(ba)及靶材(包含(han)铬铝、铬钛钨、铬铝硅(gui)等(deng)复(fu)合(he)靶)，以期提高多(duo)弧镀铬钢(gang)领内(nei)跑(pao)道(dao)镀(du)铬层厚度(du)，以其(qi)高的硬(ying)度(du)，高(gao)耐热性(xing)能(neng)，高(gao)防(fang)腐蚀性能(neng)，高抗氧(yang)化、黏着(zhe)及疲(pi)劳磨损性能(neng)，让(rang)钢(gang)领(ling)的使用寿(shou)命(ming)更长(zhang)，特(te)别是提(ti)高纺细(xi)特(te)纱的纺纱(sha)性能，全(quan)面(mian)提升(sheng)纳(na)米(mi)级多弧离(li)子镀钢(gang)领(ling)的应(ying)用(yong)水(shui)平(ping)。

4、多弧(hu)离(li)子镀(du)钢领(ling)纺纱(sha)性能

4.1纺(fang)纱周期长

钢(gang)领年(nian)消(xiao)耗量(liang)大(da)，一(yi)般(ban)抛(pao)光(guang)钢(gang)领(ling)平(ping)均(jun)使用寿(shou)命(ming)为(wei)9个月(yue)，而(er)镀铬(ge)钢(gang)领平(ping)均(jun)使(shi)用(yong)寿命为3年，甚至(zhi)更(geng)长，可(ke)为(wei)企业(ye)节(jie)约费(fei)用(yong)开(kai)支。而(er)且(qie)使(shi)用(yong)镀(du)铬(ge)钢(gang)领(ling)时(shi)无(wu)需(xu)中(zhong)间抛光工序(xu)修复，生产顺(shun)利(li)，纺纱(sha)断(duan)头(tou)率降低(di)，工人(ren)劳动(dong)强度(du)相应(ying)降低，为(wei)企(qi)业(ye)节省(sheng)了(le)大量(liang)成(cheng)本(ben)。

4.2 降(jiang)低(di)纺(fang)纱断(duan)头(tou)率(lv)。提高纺纱(sha)质量

由(you)于钢领表(biao)面(mian)粗糙度(du)值(zhi)减小(xiao)，使钢丝(si)圈运(yun)转(zhuan)时的(de)“跳跃(yue)”幅度(du)减小(xiao)，钢(gang)丝(si)圈(quan)运行更(geng)趋(qu)平稳，从(cong)而降低(di)了纱(sha)线(xian)张(zhang)力(li)突变(bian)，使(shi)断头率(lv)得(de)以下降(jiang)。纺(fang)纱品(pin)种(zhong)为T／C13 tex，使用电(dian)解(jie)镀(du)铬钢(gang)领(ling)，细纱(sha)千(qian)锭(ding)时(shi)断(duan)头(tou)率(lv)30根(gen)；使(shi)用多(duo)弧(hu)离子镀铬(ge)钢(gang)领(ling)，细纱千(qian)锭(ding)时断(duan)头率(lv)23根。纺(fang)C 14．6 tex纱(sha)，使用电解电镀铬(ge)钢领(ling)，细(xi)纱(sha)条干CV值14．4％，一50％细节(jie)4个／km，+50％粗节138个(ge)／kin，+200％棉(mian)结(jie)258个(ge)／km，毛(mao)羽H值(zhi)4.61；使(shi)用多弧(hu)离子镀铬(ge)钢领，细(xi)纱(sha)条干(gan)CV值13．6％，一50％细节3．3个／kin，+50％粗节(jie)120个／kin，+200％棉结214个(ge)／kin，毛羽(yu)H值(zhi)3.8。

5、 结(jie)语(yu)

1）多(duo)弧离子(zi)镀(du)铬(ge)钢领(ling)具(ju)有较(jiao)高的镀(du)铬硬度，同(tong)时具有(you)纳米(mi)结(jie)构的镀铬层，在500℃高温(wen)时(shi)，硬度(du)及(ji)粗糙(cao)度不变；具(ju)有(you)良好的耐高温(wen)性(xing)能(neng)、抗氧(yang)化性能(neng)、抗(kang)黏(nian)着(zhe)磨(mo)损(sun)以(yi)及(ji)磨(mo)粒(li)磨(mo)损的(de)性能(neng)；又具(ju)有(you)金属(shu)中较小(xiao)的摩(mo)擦(ca)因数(shu)以及(ji)高抗腐蚀性能(neng)。在这(zhe)些(xie)优异性能的(de)共(gong)同作用(yong)下，多弧(hu)离子镀镀铬(ge)钢(gang)领(ling)的使用寿(shou)命(ming)可提高(gao)到(dao)3年(nian)～5年。

2）多(duo)弧离(li)子镀铬(ge)钢领是以(yi)固体(ti)铬(ge)金属(shu)为原(yuan)料，采用不含(han)毒的化(hua)学(xue)药品和工(gong)艺(yi)进行生(sheng)产(chan)，属于(yu)高新(xin)技术，是对人(ren)体健康(kang)和(he)周围(wei)环境(jing)无(wu)害(hai)的(de)新工(gong)艺技术。

3）镀铬(ge)钢(gang)领(ling)经(jing)过40年的(de)发(fa)展(zhan)，由(you)粗(cu)晶到(dao)微(wei)晶(jing)再(zai)到纳(na)米级铬晶，由小(xiao)到大(da)，现(xian)占钢(gang)领(ling)市(shi)场(chang)的(de)50％～60％份额，但由(you)于电(dian)解(jie)镀铬(ge)属(shu)于(yu)限(xian)制(zhi)行业(ye)，阻(zu)碍了镀铬钢领(ling)的发(fa)展(zhan)。多(duo)弧离(li)子(zi)镀(du)铬钢(gang)领设(she)备及(ji)工(gong)艺(yi)是对(dui)人(ren)体(ti)和(he)环境(jing)无(wu)害的高(gao)新(xin)技术(shu)，做好(hao)示(shi)范普及和推广工(gong)作(zuo)，将(jiang)使镀(du)铬钢(gang)领(ling)迎来(lai)一(yi)个(ge)创新的春天(tian)。

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