低溫鍍鐵是指用不對稱交流一直流電在較低溫度（4℃即可開始鍍）下進行的鍍鐵工藝。其原理是通過一定手段，使交流電兩個半波不相等，通電后較大的半波使工件呈陰極極性，鍍上一層鍍層；另一個較小的半波使工件呈陽極極性，將部分鍍層電解掉，這樣逐漸增厚鍍層。低溫鍍鐵設備簡單，所得鍍層均勻，表面較平滑，結合強度高。 

　　1低溫鍍鐵的特點 

　　（1）低溫鍍鐵層硬度高，通過工藝控制可調整硬度范圍，洛氏硬度最高可達63～65。 
　　（2）鍍鐵層與基體合成一體，鍍層與基體結合強度較高。顯微觀察鍍鐵層的鐵素體與基體鐵素體呈連續分布。 
　　（3）鍍層表面有微裂紋，呈網狀。有較好的儲油性能和良好的耐磨性能。 
　　（4）低溫鍍鐵沉積速率快，約0.6～1.0mm/h，鍍層厚度一次可達2mm。加之鍍鐵成本低，無毒，故可廣泛應用。 

　　2低溫鍍鐵技術的發展 

　　國外最早于1846年就開始有關于鍍鐵的研究報道，最初應用于印刷鉛板表面鍍鐵[2]。在印刷工業中所用鉛版、銅版上鍍一層很薄的鐵，可提高其耐磨性，延長其使用壽命，同時能防止某些印刷顏料的作用。當時采用的為硫酸鹽鍍鐵法，這種鍍鐵液沉積速率很慢，應用面窄。到了1908年，有學者開始對氯化物鍍鐵工藝進行了研究，結果在室溫下得到的鍍層硬而脆、內應力高、結合力差且易脫落，因此只適用于高溫電鍍。此鍍液體系后經改進，形成了高溫氯化物直流鍍鐵工藝，并在磨損件修復中得到了廣泛的應用；但高溫鍍鐵需要復雜的加熱和保溫設備，鍍液揮發性較大，而且由于是酸性溶液，對環境污染很嚴重，并且鍍層硬度和耐磨性能較差[1]。至上世紀60年代末，由于電子技術的發展，一些國家在鍍鐵技術中采用了不對稱電鍍電源[2]，使氯化物鍍鐵技術得到了發展，鍍層的硬度及耐磨性能也有了較明顯的提高。近幾年來，大部分國家已把鍍鐵的研究轉到了非晶態鍍層、耐蝕性鍍層和磁性鍍層等方面。 

　　我國是在上世紀60年代從蘇聯引進了直流鍍鐵技術，用于修復因磨損等造成尺寸超差的機械零件[3]。當時由于鍍液溫度一般都在80℃以上，鍍液成分難以控制，在鍍前的陽極刻蝕及電鍍過程中產生的酸霧對人員及環境均產生較嚴重的影響，而且鍍層硬度低（布氏硬度為200～400），耐磨性能差，使用范圍受到很大限制。 

　　1975年，國內首次出現了一種不對稱交流一直流鍍鐵工藝，同時為了使鍍層與基體結合牢固，鍍前采用質量分數為30%的硫酸進行陽極刻蝕活化，因施鍍溫度僅為25～50℃，故稱為低溫鍍鐵工藝[4]。此工藝設備簡單，符合我國國情，其鍍層的洛氏硬度可達50，具有良好的耐磨性，沉積速率可達0.15～0.30mm/h，電流效率達90%以上，一次鍍厚能力達2.0～3.5mm，且可連續鍍覆；鍍液原材料價廉易購、成本低，引起了廣泛的注意，并對鍍液及鍍層性能進行了研究，在國內很快得到了發展和應用。由于在用硫酸進行陽極刻蝕活化時，處理液容易對操作人員及環境造成危害，不久就出現了經鹽酸腐蝕后直接用直流電小電流起鍍的鍍鐵工藝和鍍槽內對稱交流電活化十不對稱交流電起鍍的無硫酸陽極刻蝕鍍鐵工藝。但是由于一些關鍵的技術問題，特別是工藝的穩定性差、鍍鐵層與基體的結合強度不高等一直沒能很好解決，致使鍍鐵工件質量下降。所以在上世紀70年代末期，鍍鐵工藝一度出現低潮，許多廠家被迫停產轉產。 

　　進入上世紀80代后，董文勝等[5-6]研究出一種無陽極刻蝕的鍍鐵工藝，并成功地應用于機械零件（如曲軸、軸類）以及平面類零件的修復，鍍層與基體結合牢固，采用拔銷法測定鍍鐵層的結合強度可達360MPa。在各種鐵基材料（包括碳素鋼、鑄鐵、鑄鋼、合金鋼）上施鍍，均能取得穩定、可靠的鍍層。由于取消了鍍前的陽極刻蝕工序，不僅極大減輕了對環境的污染，同時還降低了勞動強度，成品率達到99%以上，這標志著國內的鍍鐵技術已發展到穩定、可靠的實用階段。 

　　3低溫鍍鐵的研究現狀 

　　近幾年來，隨著社會需要日益增加，加之隨著對鍍鐵理論研究的深入，低溫鍍鐵技術也不斷發展，其應用領域不斷拓寬。國內早期的鍍鐵修復多集中在農業機械及汽車等運輸工具上使用的曲軸及其他軸類零部件，目前已進入到了修復船舶、內燃機車、油田、礦山、冶金機械上的柴油機曲軸、汽輪機轉子、缸套、十字頭等大型零部件的階段。 

　　目前國內低溫鍍鐵技術一個主要的研究方向是強化鍍層，提高其熱穩定性。其中宋修福[7]通過向鍍液中加入蛇紋石納米微粒的方法，獲得優越的復合鍍層，鍍層的顯微硬度達到了6000MPa左右。而楊森，劉憶等[8-11]通過向鍍液中添加稀土鈰的方法，獲得了顯微硬度達到8340MPa的復合鍍層，并且詳細研究了pH值、電流密度、溫度以及鍍液中鐵的質量濃度對低溫鍍鐵工藝和性能的影響。 

　　宋邦才等[12]研究了刷鍍鐵工藝，在優化的鍍液配方及工藝條件下，可獲得良好的鍍鐵層。采用鐵屑和三氯化鐵配制鍍液，成本低、配制速率快、所得鍍層硬度高、結合力好。黃小婷等[13]開發了一種刷鍍鐵液的配方，經優化后的鍍液中獲得的鍍層的最大厚度達1mm，洛氏硬度在40～50之間，結合力、抗氧化性良好。張浩等[14]研究了周期反向脈沖電鍍對鍍鐵層性能的影響。結果表明：在相同的電流密度下，周期反向脈沖鍍鐵層可深入銅圈1.6cm，鍍層強度達38kN，硬度高，韌性好，延伸率達3%；電流效率高，沉積效率達86%，深鍍能力強。 

　　4低溫鍍鐵的發展前景 

　　目前鍍鐵技術仍有很大的潛在市場。一般情況下，大多數需要鍍覆的部位往往都是零部件的外表面；但像車、船用汽缸套、曲軸等零部件，其內表面往往受到較嚴重的磨損，且數量巨大。國內用鍍鐵方法修復重要零部件的企業已具相當規模。 

　　可以預見，進一步提高鍍鐵層的耐蝕、耐熱、耐磨等性能是低溫鍍鐵技術的主要發展趨勢。在鍍液中添加適量的合金元素是有效途徑之一。另外無刻蝕低溫鍍鐵技術有諸多優點，因此無論是在理論研究還是在實際應用方面都有很大的發展空間。只要解決相關的技術問題，鍍鐵技術將會有更廣泛的工業應用前景。