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第1章 概论 1

1.1表面镀覆技术的涵义 1

1.2表面镀覆的地位和作用 2

1.2.1表面镀覆的地位 2

1.2.2表面镀覆的作用 3

1.3镀覆表面概述 3

1.3.1镀覆表面的分类 3

1.3.2镀覆表面的润湿与铺展 5

1.4表面镀覆技术的种类 6

1.4.1电镀技术 8

1.4.2电刷镀技术 8

1.4.3摩擦电喷镀技术 9

1.4.4非金属刷镀技术 9

1.4.5化学镀技术 9

1.4.6复合镀技术 10

1.4.7脉冲电镀 11

1.4.8激光镀技术 12

1.4.9表面镀覆技术与其它表面技术的组合 12

1.5表面镀覆层的分类 12

1.5.1按镀层功能分类 13

1.5.2按镀层电化学性质分类 14

1.5.3按镀层结构分类 15

1.6现代表面镀覆技术的工程设计 15

1.6.1现代表面镀覆层工程设计的目的 16

1.6.2镀覆层工程设计的内容 16

1.6.3镀覆层工程设计的原则 16

1.6.4镀覆层工程设计的方法 20

1.6.5现代表面镀覆层结构与厚度的设计 20

第2章 表面镀覆技术的理论基础 26

2.1电沉积原理 26

2.1.1金属离子的还原性 26

2.1.2电沉积动力学 26

2.1.3金属离子还原时的极化 26

2.1.4合金电沉积时的极化 27

2.2镀层形成机制 27

2.2.1镀层的形成 27

2.2.2合金镀层的形核与长大 28

2.3沉积过程中的镀层微观结构 29

2.3.1表面形貌（平整度、光亮度、粗糙度及枝晶） 29

2.3.2晶粒粒径 30

2.3.3择优取向 30

2.3.4残余应力 30

2.3.5不良沉积 31

2.4镀层的界面结合 31

2.4.1镀层界面结合力的相关理论分析 31

2.4.2镀层界面结合的特点 32

2.4.3镀层界面结合机理 33

2.4.4影响镀层界面结合的因素 35

第3章 镀覆表面预处理技术 37

3.1概述 37

3.1.1镀覆表面前处理的目的 37

3.1.2镀覆表面前处理的内容 38

3.1.3待镀覆件表面状况对镀层质量的影响 38

3.1.4镀覆表面状态对前处理的要求 38

3.1.5镀覆表面前处理工艺流程制定的原则 38

3.2表面预处理方法 39

3.2.1车削加工 39

3.2.2磨削加工 39

3.2.3磨光 40

3.2.4抛光 40

3.2.5表面划痕与凹坑的整形 40

3.2.6预加工后的表面粗糙度要求及其测试方法 40

3.2.7预处理后的表面清洁度要求及其测试方法 41

3.3表面除油 43

3.3.1油污的性质 43

3.3.2除油方法 44

3.3.3除油方法的选择 46

3.4表面除锈 47

3.4.1锈蚀的特征 47

3.4.2锈蚀的分类 48

3.4.3锈蚀的鉴别方法 49

3.4.4常用的除锈方法 50

3.5特殊金属材料的镀前预处理 51

3.5.1多孔材料的镀前预处理 51

3.5.2易溶解材料的镀前预处理 52

3.5.3易钝化金属材料的镀前预处理 52

3.6非镀覆表面的保护和遮蔽 53

3.7水洗处理 53

3.7.1水质的影响 53

3.7.2水洗质量的要求 54

3.7.3水洗方法 54

3.7.4水洗效率 55

第4章 电刷镀技术 57

4.1电刷镀技术的发展历史 57

4.2电刷镀技术的基本原理 58

4.3电刷镀技术的特点与用途 59

4.3.1电刷镀技术的特点 59

4.3.2电刷镀技术的用途 59

4.4电刷镀设备 60

4.4.1电源 60

4.4.2镀笔及阳极 67

4.4.3辅助器具及材料 74

4.5电刷镀溶液 74

4.5.1表面预处理溶液 75

4.5.2单金属镀液 78

4.5.3合金镀溶液 91

4.5.4溶液用量的估算 93

4.6电刷镀工艺 94

4.6.1概述 94

4.6.2电刷镀的一般工艺过程 94

4.6.3黑色金属材料上的电刷镀工艺 94

4.6.4有色金属材料上的电刷镀工艺 101

4.6.5其它金属材料上的电刷镀工艺 104

4.7工艺参数的选择 105

4.7.1电源设备输出参数的选择 105

4.7.2石墨阳极散热孔结构的设计 106

4.7.3镀笔与零件的相对运动速度 107

4.7.4镀笔与零件间的运动方式和运动轨迹 109

4.7.5温度的控制 110

4.7.6镀液的选择 111

4.7.7工艺规范的选择 114

4.8电刷镀镀层的表面形貌与组织结构 118

4.8.1电刷镀镀层的表面形貌 118

4.8.2电刷镀镀层的组织结构 120

4.9电刷镀镀层性能 125

4.9.1镀层与基体的结合强度 125

4.9.2镀层的硬度 126

4.9.3镀层的相对耐磨性 129

4.9.4镀层的内应力 131

4.9.5镀层裂纹 133

4.10电刷镀镀层的滚压强化 135

4.10.1滚压强化概述 135

4.10.2滚压强化工具 136

4.10.3滚压工艺 137

4.10.4滚压强化对镍刷镀层组织形貌的影响 139

4.10.5滚压强化对镍刷镀层残余应力的影响 143

4.10.6滚压强化对镍刷镀层摩擦学性能的影响 145

4.10.7滚压强化对镍刷镀层耐蚀性的影响 150

4.10.8滚压强化机理分析 155

第5章 摩擦电喷镀技术 156

5.1概述 156

5.1.1金属电沉积的步骤和稳态过程 156

5.1.2金属电沉积过程受扩散步骤控制时的极化特征 156

5.1.3提高金属电沉积速度的措施 157

5.1.4摩擦电喷镀技术的发展历史 158

5.2摩擦电喷镀技术的基本原理与特点 158

5.2.1摩擦电喷镀技术的基本原理 158

5.2.2摩擦电喷镀技术的特点 159

5.3摩擦电喷镀装置 161

5.3.1镀笔的结构与作用 161

5.3.2阳板材料的选择 162

5.3.3阳极的设计与制作 163

5.3.4摩擦器的材料选择与制作 165

5.3.5镀液供送装置 165

5.3.6转台 166

5.4摩擦电喷镀溶液 167

5.4.1表面预处理溶液 167

5.4.2镀底层与夹心层溶液 168

5.4.3功能镀溶液 169

5.5摩擦电喷镀工艺 180

5.5.1喷镀前准备 180

5.5.2摩擦电喷镀的基本工艺过程 184

5.5.3典型材料上的摩擦电喷镀工艺 186

5.6影响沉积速度与镀层质量的因素及控制措施 192

5.6.1沉积速度及其影响因素 192

5.6.2影响镀层质量的因素 193

第6章 非金属刷镀技术 196

6.1概述 196

6.1.1非金属刷镀技术的涵义 196

6.1.2非金属材料表面金属化的发展历史 196

6.1.3非金属刷镀技术的特点 198

6.1.4非金属刷镀技术的应用范围 199

6.1.5非金属刷镀技术的基本工艺流程 201

6.1.6非金属刷镀镀层的结合机理 202

6.2非金属材料表面金属化工艺 203

6.2.1除油 203

6.2.2表面粗化 204

6.2.3敏化 206

6.2.4活化 207

6.2.5化学镀 209

6.3非金属刷镀设备 213

6.3.1喷砂设备 213

6.3.2抛光设备 214

6.3.3化学处理设备 214

6.3.4电刷镀设备 215

6.3.5其它辅助设备 216

6.4非金属刷镀溶液 218

6.4.1除油溶液 218

6.4.2粗化溶液 219

6.4.3中和、还原与浸酸溶液 221

6.4.4敏化溶液 221

6.4.5活化溶液 222

6.4.6还原和解胶溶液 226

6.4.7化学镀溶液 227

6.4.8刷镀溶液 235

6.4.9表面着色溶液 235

6.5典型非金属材料的刷镀工艺 238

6.5.1 ABS塑料刷镀工艺 238

6.5.2聚丙烯塑料的刷镀工艺 239

6.5.3聚四氟乙烯塑料的刷镀工艺 241

6.5.4尼龙（聚酰胺）的刷镀工艺 243

6.5.5聚碳酸酯塑料的刷镀工艺 244

6.5.6聚甲醛刷镀的前处理工艺 244

6.5.7其它热塑性塑料刷镀的前处理工艺 245

6.5.8酚醛塑料的刷镀工艺 246

6.5.9环氧树脂塑料的刷镀工艺 247

6.5.10木材的刷镀工艺 247

6.5.11陶瓷的刷镀工艺 248

6.5.12石膏的刷镀工艺 249

6.5.13玻璃的刷镀工艺 250

6.6非金属刷镀层的缺陷与处理方法 251

6.6.1表面处理和化学镀时易出现的缺陷 252

6.6.2刷镀加厚层时易出现的缺陷 253

6.6.3表面着色易出现的缺陷 254

第7章 纳微米复合镀覆技术 255

7.1纳微米复合镀覆技术概述 255

7.1.1纳微米复合镀覆技术的研究与发展 255

7.1.2纳微米复合镀覆技术的特点 256

7.1.3纳微米复合镀层的分类 257

7.1.4复合镀液的制备 258

7.1.5纳微米复合镀覆技术的共沉积机理及模型 263

7.1.6复合电沉积工艺条件 267

7.1.7纳微米复合镀层的结合机理 270

7.1.8纳微米颗粒对电沉积过程的影响 272

7.1.9纳微米复合镀覆技术的应用 273

7.2纳微米复合电刷镀技术 275

7.2.1纳微米复合电刷镀技术的特点 275

7.2.2纳微米复合电刷镀技术的原理 275

7.2.3纳微米复合电刷镀技术的工艺 276

7.2.4纳微米复合电刷镀技术的沉积机理 283

7.2.5纳微米复合电刷镀镀层的组织 285

7.2.6纳米复合电刷镀层的性能 287

7.2.7纳微米复合电刷镀镀层强化机理 289

7.3激光强化纳微米复合电刷镀技术 290

7.3.1激光强化纳微米复合电刷镀技术的特点 290

7.3.2激光强化纳微米复合电刷镀技术的原理 291

7.3.3激光强化纳微米复合电刷镀技术的设备 292

7.3.4激光强化纳微米复合电刷镀技术的工艺 293

7.3.5激光强化纳微米复合电刷镀技术镀层的组织与性能 295

7.3.6激光对纳微米复合电刷镀的强化机理 298

7.4纳微米复合摩擦电喷镀技术 298

7.4.1纳微米复合摩擦电喷镀技术的特点 298

7.4.2纳微米复合摩擦电喷镀装置及工艺 300

7.4.3纳微米复合摩擦电喷镀复合镀层组织及性能 306

7.4.4纳微米复合摩擦电喷镀技术的沉积过程 309

7.4.5纳微米复合摩擦电喷镀技术的强化机理 311

第8章 镀覆层的机械加工与后处理 313

8.1镀覆层的机械加工 313

8.1.1磨削加工 313

8.1.2车削加工 314

8.1.3刮削与研磨 315

8.1.4镀覆层的抛光 316

8.2镀覆层的后处理 316

8.2.1镀覆层后处理的目的及要求 316

8.2.2镀覆层后处理的常用方法 317

8.2.3铬镀覆层的脱氢处理 319

8.2.4镀覆层防变色处理 319

8.3不良镀覆层的退除 322

8.3.1镀覆层的退除方法 322

8.3.2镀覆层退除方法的选择 322

第9章 溶液的配制、保管及性能测定 326

9.1溶液的分类 326

9.2溶液的组成 326

9.3溶液的配制与保管 328

9.3.1化学试剂的使用与保管 328

9.3.2溶液的配制和物质的溶解 329

9.3.3溶液的保管 330

9.4溶液性能的测定 331

9.4.1 pH值的测定 331

9.4.2金属离子含量的测定 331

9.4.3密度的测定 332

9.4.4电导率的测定 332

9.4.5电流效率的测定 333

9.4.6耗电系数的测定 334

9.4.7极化曲线的测定 334

9.4.8表面张力的测定 336

9.4.9均镀能力的测定 337

9.4.10深镀能力的测定 338

9.4.11沉积速度的测定 339

9.4.12老化性测定 339

9.5废液的处理 339

9.5.1废液的组成与特点 339

9.5.2废液的处理方法 340

第10章 镀覆层性能的分析与检测 345

10.1试样的制备 345

10.2镀覆层性能检测内容 346

10.3镀覆层性能的检测方法 346

10.3.1外观检查 346

10.3.2厚度的测定 346

10.3.3结合强度的检测 350

10.3.4孔隙率的测定 355

10.3.5镀覆层硬度的测定 357

10.3.6内应力的测定 359

10.3.7耐磨性的测定 361

10.3.8氢脆性的测定 364

10.3.9耐腐蚀性测定 365

10.3.10镀层密度的测定 367

10.3.11镀层电阻率的测定 368

10.3.12镀层光亮度的测定 370

第11章 表面镀覆技术应用实例 371

11.1电刷镀技术的应用实例 371

11.1.1电刷镀技术修复DKZ6300双柱立式车床应用实例 371

11.1.2炼钢炉筒的抗高温氧化修复 373

11.1.3电刷镀修复洗衣缸缸体模具 376

11.1.4不锈钢导管的电刷镀工艺 377

11.1.5电刷镀快速修复飞机硬铝合金构件表面划伤 378

11.1.6飞机30CrMnSiA钢件的电刷镀修复工艺 379

11.1.7电刷镀修复矩形花键 380

11.1.8滚动轴承刷镀修复工艺 382

11.1.9锌基合金模具的表面强化 383

11.1.10用电刷镀技术修复铸铝箱体的配合磨损 384

11.1.11电刷镀在GH39高温合金零部件修复中的应用实例 385

11.1.12镁合金表面电刷镀修复工艺与应用实例 386

11.1.13电刷镀制造平津战役纪念馆金匾实例 387

11.1.14大面积刷镀银在国家重点工程（山东30万吨乙烯工程）中的应用 389

11.1.15航空仪表及电气插拔元件电刷镀铑新工艺 390

11.1.16复合刷镀金刚石砂轮制品新技术及其应用 392

11.2摩擦电喷镀技术应用实例 394

11.2.1摩擦电喷镀修复175kW电机转子实例 394

11.2.2喷镀修复连铸机转轴 395

11.2.3液压圆柱活塞的喷镀修复工艺 396

11.2.4摩擦电喷镀修复进口起重机液压铝合金泵体实例 397

11.2.5水泥除尘机轮的喷镀修复工艺 398

11.2.6摩擦电喷镀修复曲轴磨损 399

11.2.7应用摩擦电喷镀技术现场修复大型发电机励磁机整流子 400

11.3非金属刷镀技术应用实例 402

11.3.1石膏表面电刷镀镍实例 402

11.3.2聚酰胺（PA）工程塑料表面刷镀镍磷合金实例 403

11.4纳微米复合镀技术应用实例 405

11.4.1纳米复合电刷镀技术修复轴头磨损实例 405

11.4.2纳米复合电刷镀修复发动机气阀导管孔应用实例 406

11.4.3复合电刷镀技术修复切削机床导轨实例 407

11.4.4自动化纳米复合电刷镀技术修复发动机连杆实例 409

11.4.5纳米复合摩擦电喷镀技术修复飞机钢表面应用实例 411

11.4.6纳米复合摩擦电喷镀技术修复大型发电机转子轴颈磨损实例 413

11.5复合表面技术修复与强化实例 415

11.5.1粘接—电刷镀复合技术修复床导轨实例 415

11.5.2喷丸—电刷镀复合技术修复直升机齿轮实例 417

11.5.3电弧喷涂—电刷镀复合制造金属模具实例 419

第12章 表面镀覆生产、管理及经济效益评价 421

12.1表面镀覆生产管理 421

12.1.1表面镀覆生产管理的特点及对管理者的要求 421

12.1.2表面镀覆过程中的精益生产 422

12.2表面镀覆车间设计 423

12.2.1车间位置选择 423

12.2.2车间平面布置 423

12.2.3车间的进排气及采暖 423

12.2.4车间供电与上下水设施 423

12.2.5工艺流程布置 424

12.3表面镀覆过程中的安全生产 424

12.3.1安全操作规程 424

12.3.2镀覆车间的水、电、汽（气）的使用要求 427

12.3.3镀覆文明生产 428

12.4应急突发事件救援预案的编制 429

12.5管理操作人员的培训 431

12.6经济效益评价 433

附录 434

附录1中华人民共和国铁道行业标准 434

附录2部分金属离子常用配位剂 438

附录3碱、空气和水对金属的作用 439

附录4酸类对金属的影响 440

附录5 1？m厚镀层的质量 440

附录6单一镀层的安全厚度及工艺厚度 441

附录7电刷镀电源标准（Q/DSDDY-86，试行稿） 441

附录8部分金属的密度 445

附录9硬度换算表 446

附录10电刷镀溶液生产及质量检验标准（Q/DSDRY-86） 447

附录11刷镀技术修复机械零件质量检验标准（Q/DSDDC-86暂行草案） 448

附录12电刷镀操作记录卡 450

附录13各种废水最高容许排放浓度 451

附录14常用金属材料简易鉴别法 451

附录15阳极规格与适用的镀笔杆型号 452

附录16电源设备规格表 452

附录17电刷镀附件规格表 453

附录18石墨阳极规格表 453

附录19常用电沉积金属的电化当量和有关数据 454

附录20有关电刷镀的计算 454

附录21常用刷镀工件的各种几何形状表面积计算公式 455

附录22 DSD-15/30-Q、DSD -75/100-S、DSD-150/200-S电刷镀电源使用说明 457

附录23非金属刷镀中常用塑料名称及其缩写 466

参考文献 468