核电堆内构件紧固件镀铬工艺研究

刘晓强，孟凡江，丁宗华，徐雪莲，林绍萱

（上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233）

电镀铬分为装饰性镀铬和功能性镀铬。装饰性镀铬层很薄，而功能性镀铬又名硬铬，主要是为了提高零部件的耐磨性和耐蚀性，降低零部件的咬合，以及修复破损部件[1-3]。功能性镀铬层厚度一般为5～50 μm，硬度在400～1200 HV范围内。因此，功能性镀铬能够提高零部件的抗磨损能力，延长其使用寿命。

在“国和一号”等三代核电站的主设备设计中，一些零部件(如堆内构件的紧固件和吊装块、驱动机构零部件等)需电镀硬铬，并且镀层必须具有优异的性能。以堆内构件紧固件为例，要求镀铬层厚度为5～15 μm，平均硬度在750 HV以上，并且纯度高于99.9%。在我国早期核电项目建造期间，一些关键部件的镀铬层在硬度、厚度、均匀性等方面达不到要求，且存在工艺不稳定的情况，往往依赖国外技术。随着我国核电行业的大力发展，为了提高核电的国产化水平和国产化率，核电零部件电镀工艺的研究与开发显得尤为重要。

电镀工艺是一个较为复杂的电化学过程，其影响因素很多，包括基材类型、形状和表面质量，电镀液组成和温度，电流密度等。对于核电镍基合金和不锈钢部件的电镀，特别是安全性要求高的主设备零部件，更需要采用精确的电镀工艺，才可保证得到优异的镀层性能[4-7]。因此，有必要对电镀工艺进行一定的优化和开发。本文以核电堆内构件紧固件零件为例，研究了镀液的铬酸酐质量浓度、温度和电流密度对电镀铬层性能的影响，为核电零部件镀铬层性能的控制提供指导。……