电刷镀技术在汽车驱动桥壳半轴套管再制方面的应用

为了研究最适合用于汽车驱动桥壳半轴套管表面擦伤和腐蚀磨损再制造的电刷镀工艺， 采用不同电刷镀工艺参数在 40Mn 钢半轴套管上制备电刷镀修复层， 测试不同工艺条件下的镀层沉积速度和质量，并得出其变化规律。结果表明: 电镀电源占空比为 70% 的脉冲电刷镀工艺能有效地降低镀笔阳极和包套的磨损，获得较高的再制造效率， 所得镀层结合力大， 硬度高于半轴套管基体材料，表面比直流电刷镀层更加平整、致密，晶粒也更为细小，能够满足汽车驱动桥壳半轴套管表面擦伤和腐蚀磨损再制造的要求。

汽车驱动桥壳在工作中由于油质污染、磨粒磨损、轴承及油封拆卸等原因，半轴套管油封处和内、外轴承配合面会产生局部轴向磨损和浅拉伤，从而造成配合的失效。虽然复合纳米新型镀液具有提高镀层硬度、细化镀层晶粒等优点，但价格昂贵，综合考虑再制造的经济性，选用特殊镍作为底层，碱铜作为夹心层，快速镍作为工作层进行电刷镀再制造实验。

良好的刷镀前处理是获得合格结合力的保证。受损后的半轴套管表面会出现划痕和擦伤，造成待镀表面的不平整。首先依次采用 60#和 180#的砂带打磨去除半轴套管表面疲劳受损层。结合废旧半轴套管的油污构成，自行配制含有非离子表面活性剂但不含有 P的水基绿色清洗剂， 利用 JK-250DB 超声波清洗机配合所配清洗剂， 在 60 － 70℃ 下清洗 3min， 并用无水乙醇擦拭清洗后的待测面，即可高效、绿色、经济地去除半轴套管上夹杂着大量灰尘的齿轮油和润滑油。

镀层的结合力是评定使用性能的最重要指标，如果结合力的测试不合格， 即使其它性能再优越， 该镀层也无使用价值。采用锉削法检测镀层结合强度，将试样夹在台钳上， 用一种粗齿扁锉由基体横截面向镀层方向锉，锉刀与镀层表面大约成 45°角。实验结果表明: 当镀层厚度较小时，直流和脉冲电刷镀层均未发现起皮和剥落现象; 当镀层厚度超过0. 2mm 时，由于直流电刷镀过程中张力过大， 将导致镀层裂纹的出现，龟裂严重，刀锉处镀层起皮脱落， 结合力差。脉冲电刷镀刀锉处镀层粉状碎落，未见脱落现象，依然保持了较高的结合强度，说明一定占空比下的脉冲电源可以获得明显大于直流电源的最大可镀厚度，在镀层较厚时，其结合力也更为可靠。由于脉冲电刷镀有助于改进镀层性能， 从而获得镀层与基体间更为可靠的结合强度， 增加镀层最大可镀厚度， 在实际电刷镀再制造过程中刷镀电源的占空比不宜取的过大。

通过上述一系列实验， 研究了汽车驱动桥壳半轴套管表面再制造的电刷镀修复层， 在不同工艺条件下的镀层结合力、沉积速度以及镀层硬度， 并对不同工艺条件下的镀层进行了能谱分析和 XRD 测试，同时观测了镀层的表面形貌。得出如下结论:( 1) 综合考虑不同工艺条件下的镀层沉积速度和镀层质量，电源占空比为 70% 左右的脉冲电刷镀，最适于汽车驱动桥壳半轴套管的再制造。( 2) 脉冲电源比直流电源获得的镀层表面更加平整，晶粒更为细小，所得镀层质量优于直流电源。( 3) 镀层沉积速度会随着刷镀电源占空比的升高而加快，但是过大的占空比将导致镀层质量的下降和镀笔阳极磨损的加剧， 过小的占空比由于沉积速度过低又将失去实际应用价值。( 4) 直流和脉冲电刷镀层硬度均高于基体， 但脉冲电刷镀可以获得更大的镀层表面维氏硬度。