4-4 工具镀层的种类和特点

电镀一般称为湿镀，因为它是在水溶液中进行的处理。如图1所示，使用电能的电镀和不需要外部能量的化学镀（化学镀）。大致分为。在前一种情况下，成膜速度根据加工对象与电极之间的距离而变化，因此难以对复杂形状的对象进行均匀加工。但后者可以均匀地加工成复杂形状的物体，而且被加工的物体不仅限于导电金属，还可以涵盖陶瓷等绝缘材料。

湿法电镀的更大特点是处理温度在100℃以下，所以不用担心织物因处理而变质或变形。经常使用硬涂层，因为在工具上镀层的目的是耐磨和滑动。工业镀铬、电镀镍、化学镀镍磷（Ni-P镀）的应用案例很多，有望进一步提高性能的粒子分散镀的应用案例越来越多.

(1) 工业镀铬(Cr)

工业镀铬又称镀硬铬，硬度达到800～1000HV，所以常用于各种工具。但是，虽然镀硬铬具有优异的耐磨性和脱模性，但由于硬度在400℃以上急剧下降，因此不能在使用过程中温度升高的地方使用。由于镀铬膜的残余应力为拉应力，因此残余应力随着膜厚的增加而增加，从而在膜中和膜表面产生裂纹。这对于工业镀铬薄膜来说是不可避免的，因为它是由于试图消除残余应力而引起的。例如，图 2 显示了表面裂纹的情况及其横截面结构。这些裂纹的存在非常有效，因为当电镀产品在润滑环境中使用时，它具有保持润滑剂的作用。

(2) 镀镍磷(Ni-P)

与电镀不同，通过化学镀的Ni-P镀层与产品形状无关，镀层均匀，因此即使是复杂形状的工具（塑料成型用）也具有很高的精度。通常用于需要它的产品.

镀层时的硬度约为500～550 HV，但通过热处理达到900～1000 HV，与工业镀铬皮膜大致相同，因此广泛用于强调耐磨性的工具。但是，与硬质Cr膜一样，Ni-P膜的硬度在400℃以上的高温下急剧下降，因此必须注意使用温度。

(3) 粒子分散电镀

粒子分散电镀是将各种陶瓷、树脂等各种粒子分散在镀膜中，以进一步改善镀膜的特性，在镀覆过程中增加新的功能性。即，如果使用悬浮待分散颗粒的镀浴进行镀覆，如图3所示，细颗粒与金属沉淀物同时被吸收。

Ni-P薄膜颗粒分散的目的是增加耐磨性（使其更硬），增加自润滑性（降低摩擦系数），增加拒水性（具有脱模性）。顺便说一下，目前工业产品中更常用的分散颗粒是碳化硅（SiC），以增加耐磨性和氟树脂（PTFE），以增加自润滑性和防水性。

作为一个例子，图4显示了Ni-P镀层和其中分散有PTFE颗粒的Ni-P镀膜的横截面结构。PTFE颗粒的添加降低了薄膜的硬度，但大大提高了滑动性和脱模性，因此如果要强调耐磨性，则添加PTFE至10％以下并进行滑动。如果流动性和脱模性更重要，则添加20％或者更多。