結構鋼電沉積Co-W/CeO2復合鍍層及其性能研究

葛志華，武海勇*，張 柳

（1. 滄州職業(yè)技術學院，河北 滄州 061001； 2. 唐山學院，河北 唐山 063000）

目前，普通結構鋼的性能難以滿足航空航天、模具、汽車等領域苛刻的要求。在此背景下，通常利用物理、化學或機械方法對普通結構鋼進行表面強化，通過改變組織結構及表面化學成分從而賦予普通結構鋼更好的表面性能。電沉積是常用的鋼材表面強化技術，具有工藝簡單、操作方便、成本較低、適合大規(guī)模應用并且效果良好等優(yōu)點，近年來受到更多關注［1-5］。利用電沉積技術在普通結構鋼表面制備一層合金鍍層或金屬基復合鍍層作為強化層，可使普通結構鋼滿足苛刻的應用要求，是一項較為經濟的措施，且能明顯延長普通結構鋼的使用壽命。

金屬基復合鍍層是在單一金屬鍍層或合金鍍層中引入不溶性顆粒制備而成，普遍具有良好性能［6-8］。然而，作為復合相的顆粒，性質不同會造成金屬基復合鍍層的性能存在差異。在若干顆粒中，稀土氧化物顆粒因具有特殊的外層電子結構、高吸附活性以及優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，即使少量添加仍然能起到顯著作用，因此被視為理想的復合相，非常適合制備金屬基復合鍍層。目前，選用稀土氧化物顆粒作為復合相制備鎳基復合鍍層有較多報道［9-12］，而將稀土氧化物顆粒用于制備鈷基復合鍍層鮮見報道。鑒于鈷基復合鍍層在航空航天、電子、機械等領域具有重要應用價值，因此，制備綜合性能良好的鈷基復合鍍層具有重要意義。本文選用具有極強吸附能力、較好穩(wěn)定性與抗氧化性能的CeO2顆粒作為復合相，利用電沉積技術在普通結構鋼表面制備出Co-W/CeO2復合鍍層，并通過改變鍍液中的CeO2顆粒濃度優(yōu)化復合鍍層的硬度、耐磨性能和高溫抗氧化性能，以期獲得綜合性能良好的鈷基復合鍍層。

1 實驗材料與方法

1.1 材料及前處理

實驗選用普通結構鋼—45#鋼作為基體，購于日照鋼鐵控股集團有限公司。為了適配自制的實驗裝置，將裸鋼板裁切成若干相同尺寸的片狀試樣：55 mm×22 mm×1 mm，然后采用不同目數的砂紙（800#、1500#、2000#）打磨試樣，再依次經過磁力拋光、浸泡除油、超聲波清洗、浸泡活化、去離子水漂洗和干燥處理。

1.2 電沉積Co-W/CeO2復合鍍層

電沉積Co-W/CeO2復合鍍層的流程如下：第一步：選用分析純等級的試劑配制3000 mL 基礎鍍液并攪拌均勻，主要成分為：硫酸鈷0.23 mol/L、鎢酸鈉0.05 mol/L、檸檬酸氫二銨0.40 mol/L、硫酸鈉0.14 mol/L、硼酸0.49 mol/L。第二步：將盛有基礎鍍液的燒杯置于磁力攪拌器的工作臺上，向燒杯中緩慢添加CeO2納米顆粒，濃度分別為2 g/L、5 g/L、8 g/L、12 g/L 和15 g/L。然后添加0.08 g/L 十二烷基苯磺酸鈉（陰離子表面活性劑）增強CeO2顆粒的分散效果，恒速（500 r/min）攪拌6 h 配成CeO2顆粒懸浮液。第三步：將盛有懸浮液的燒杯放在配置超聲波振蕩功能的水浴槽中，設置恒頻率40 kHz、恒功率90 W 振蕩4 h，防止CeO2顆粒團聚。第四步：將振蕩后的懸浮液等分成6 份，使用容積為500 mL、標號I～VI 的燒杯盛放。第五步：將6 套相同掛架和陰、陽極（石墨板—陽極、片狀45#鋼試樣—陰極）與標號I～VI 并且盛有懸浮液的燒杯搭配，陰、陽極與電源連接進行實驗，電沉積5 種Co-W/CeO2復合鍍層，依次命名為復合鍍層-2、復合鍍層-5、復合鍍層-8、復合鍍層-12、復合鍍層-15。電流密度和攪拌速度分別為2 A/dm2、500 r/min，鍍液溫度控制在（60±1） ℃，電沉積過程持續(xù)60 min。

1.3 表征與測試

1.3.1 Co-W/CeO2復合鍍層的微觀形貌與化學成分

采用JSM-6390A 型掃描電鏡及其配備的能譜儀觀察復合鍍層的微觀形貌并分析化學成分，設置掃描電鏡的放大倍數為4000 倍，獲取晶粒形態(tài)、排布狀況以及CeO2顆粒在復合鍍層中的分布狀況。

1.3.2 Co-W/CeO2復合鍍層的表面粗糙度

采用TR200 型便攜式粗糙度儀測定復合鍍層的表面粗糙度，遵循選取不同位置多次測定取平均值的原則，取樣長度和評定長度分別為0.25 mm、0.5 mm。

1.3.3 Co-W/CeO2復合鍍層的結合力

采用WS-2005 型劃痕儀測試復合鍍層與基體的結合力，劃痕儀壓頭的材質為金剛石，圓錐角120 ，尖端半徑0.2 mm，施加在壓頭上的載荷范圍0～200 N，加載速度為10～100 N/min，劃痕速度為2～10 mm/min。當壓頭即將劃破復合鍍層或復合鍍層即將從基體上剝離時會發(fā)出微弱聲信號，此狀態(tài)下的臨界載荷為復合鍍層與基體的結合力。

1.3.4 Co-W/CeO2復合鍍層的硬度

采用FM-700 型硬度計測定復合鍍層的硬度，同樣遵循選取不同位置測定多次取平均值的原則。為了獲得反映客觀規(guī)律的數據，預先對待測試樣進行拋光處理。測定過程中施加恒定載荷0.98 N，保載時間為15 s。

1.3.5 Co-W/CeO2復合鍍層的耐磨性能

采用CFT-1型材料綜合性能測試儀模擬干摩擦實驗測試復合鍍層的耐磨性能，實驗過程中施加恒定載荷3 N，在外部載荷作用下直徑4 mm 的GCr15鋼球壓入復合鍍層表面并往復滑動。頻率為5 Hz，劃痕長度4 mm，干摩擦實驗持續(xù)7 min，獲得復合鍍層的摩擦系數。

1.3.6 Co-W/CeO2復合鍍層的高溫抗氧化性能

參照GB/T 13303—19991，采用循環(huán)氧化法在2.5-12TW 型馬弗爐中進行實驗。為了獲得反映客觀規(guī)律的數據，預先對每個試樣進行浸泡除油、超聲波清洗、去離子水漂洗和干燥處理，然后放入燒至恒重狀態(tài)的坩堝中。馬弗爐內密閉空間的溫度設定650 ℃，實驗持續(xù)12 h，結束后采用JC-TW80-5A 型精密電子天平稱量獲得復合鍍層的氧化增重量。另外，采用掃描電鏡觀察復合鍍層高溫氧化12 h 后的微觀形貌。

2 結果與討論

2.1 Co-W/CeO2復合鍍層的微觀形貌與化學成分

圖1 所示為Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的微觀形貌。

圖1 Co-W合金鍍層和5種Co-W/CeO2復合鍍層的微觀形貌Fig.1 Microstructure of Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

可以看出，Co-W 合金鍍層和5種復合鍍層表面都分布著類似胞狀的晶粒團聚體，但大小不等。不同于Co-W 合金鍍層，復合鍍層-2、復合鍍層-5、復合鍍層-8、復合鍍層-12 和復合鍍層-15 的晶粒團聚體表面及邊界處都吸附著CeO2顆粒。分析認為，CeO2顆粒受持續(xù)攪拌鍍液產生的擾動作用輸送并吸附在晶粒團聚體表面及邊界處，會遮擋一些活性成核點位，還可能填充某些高能缺陷位置，逐漸演變成新的催化形核點，促進均勻形核，同時壓縮晶粒生長空間，進而使晶粒大小趨于均勻。另有研究表明［13］，在酸性的鍍液中，持續(xù)攪拌鍍液產生的擾動作用可能造成少量CeO2顆粒發(fā)生分解，產生Ce4+存在于鍍液中。Ce4+憑借高吸附活性和催化特性與Co2+發(fā)生絡合反應，并伴隨其還原沉積過程影響臨界形核條件，還可能改變晶粒生長的表面能，也有利于均勻形核使晶粒尺寸趨于均勻。因此，CeO2顆粒吸附能起到使晶粒大小趨于均勻，進而提高鍍層致密性的作用。

對比圖1（b）～1（f）可以發(fā)現，復合鍍層-2和復合鍍層-15的晶粒團聚體大小不等，并且在晶粒團聚體表面吸附少量CeO2顆粒，它們的致密性較差。這是由于鍍液中CeO2顆粒濃度較低的情況下在持續(xù)攪拌鍍液產生的擾動作用下參與電沉積過程的顆粒量少，少量顆粒摻雜對形核過程的影響程度弱，致使晶粒自由生長并且可能聚集形成大小不等的晶粒團聚體。CeO2顆粒濃度過高的情況下由于鍍液導電性能下降加之顆粒可能發(fā)生明顯團聚現象導致分散性變差，在電場力和持續(xù)攪拌鍍液產生的擾動作用下參與電沉積過程難度增大，也導致吸附在晶粒團聚體表面的顆粒量少，對形核過程的影響程度弱，逐漸形成大小不等的晶粒團聚體。隨著鍍液中CeO2顆粒濃度從5 g/L 升高到12 g/L，被輸送到沉積面附近的CeO2顆粒增多，并在電場力作用下吸附在晶粒團聚體表面及邊界處，較均勻吸附的CeO2顆粒明顯增加形核密度促進均勻形核，并且改變臨界形核條件和晶粒生長的表面能，使晶粒大小趨于均勻。因此，復合鍍層-5、復合鍍層-8 和復合鍍層-12 的致密性好于復合鍍層-2 和復合鍍層-15，尤其是復合鍍層-8，形成的晶粒團聚體大小較為均勻，有更好的致密性。

采用能譜儀對Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層進行面掃描，獲得各元素的質量分數如表1 所示。測試前對能譜儀進行校準，并在測試過程中扣除外部元素防止干擾。由表1 可知，Co-W合金鍍層只含Co 和W 兩種元素，而復合鍍層-2、復合鍍層-5、復合鍍層-8、復合鍍層-12 和復合鍍層-15均含有Co、W、Ce 和O 四種元素。根據鍍液成分及電沉積理論分析可知，Co 和W 元素全部來源于鍍液，Ce和O元素全部來源于添加到鍍液中的CeO2顆粒，空氣中的O元素未影響能譜分析結果，這表明在電沉積過程中有一定量CeO2顆粒摻雜在鍍層中。隨著鍍液中CeO2顆粒濃度升高，復合鍍層中Ce和O元素的質量分數均呈先升高后降低趨勢，伴隨著Co和W 元素的質量分數先降低后升高。由于Ce 和O元素的質量分數只與復合鍍層中CeO2顆粒含量有關，所以復合鍍層-8中CeO2顆粒含量最高。

表1 Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層中各元素的質量分數Tab.1 Mass fraction of each element in Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

圖2 所示為復合鍍層-8 表面各元素的分布狀況。

圖2 復合鍍層-8的表面各元素分布狀況Fig.2 Distribution of each element on the surface of composite coating-8

由圖2 可以看出，Co、W、Ce 和O 四種元素在復合鍍層表面分布較為均勻，未出現局部富集現象。這表明CeO2顆粒在持續(xù)攪拌鍍液產生的擾動和電場力共同作用下較均勻的摻雜在鍍層中，主要吸附在晶粒團聚體表面及邊界處。稀土氧化物顆粒具有諸多優(yōu)良特性［14］，作為復合相摻雜在復合鍍層中，能起到促進均勻形核和彌散強化等作用，有利于提高復合鍍層的綜合性能。

2.2 Co-W/CeO2復合鍍層的表面粗糙度與結合力

圖3 所示為Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的表面粗糙度。由測定結果可知，Co-W合金鍍層、復合鍍層-2和復合鍍層-15的表面粗糙度均高于0.5 μm。這表明鍍液中CeO2顆粒濃度較低或過高的情況下不足以對形核過程造成明顯影響，甚至可能造成不利影響，導致形成的晶粒團聚體大小不等，復合鍍層表面凹凸程度較大，因此表面粗糙度相對高。復合鍍層-5、復合鍍層-8 和復合鍍層-12的表面粗糙度均低于0.5 μm，這3 種復合鍍層表面凹凸程度較小。其中，復合鍍層-8 具有最低的表面粗糙度0.39 μm，歸因于其晶粒團聚體大小較為均勻，致密性良好。

圖3 Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的表面粗糙度Fig.3 Surface roughness of Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

圖4 所示為Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的結合力測試結果。從圖4看出，Co-W 合金鍍層、復合鍍層-2、復合鍍層-5、復合鍍層-8、復合鍍層-12 以及復合鍍層-15 的劃痕臨界載荷均超過30 N，數值相差不大。這表明Co-W 合金鍍層和5種復合鍍層都與基體牢固結合，并且結合緊密程度接近。

圖4 Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的結合力測試結果Fig.4 Test results of binding force of Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

圖5 所示為Co-W 合金鍍層和復合鍍層-8 表面劃痕形貌。對比圖5（a）和5（b）發(fā)現，Co-W 合金鍍層和復合鍍層-8 表面劃痕都呈連續(xù)的犁溝狀，劃痕寬度相近（約200 μm）并且邊緣都存在毛刺和碎屑。劃痕臨界載荷相差不大再加上劃痕形貌和寬度相似，反映出Co-W合金鍍層和5種復合鍍層具有同等結合強度。

圖5 Co-W合金鍍層和復合鍍層-8表面劃痕形貌Fig.5 Surface scratch morphology of Co-W alloy coating and composite coating-8

2.3 Co-W/CeO2復合鍍層的硬度與耐磨性能

圖6 所示為Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的硬度。由測定結果可知，復合鍍層-2 的硬度與Co-W 合金鍍層接近，均為520 HV 左右。這是由于復合鍍層-2 與Co-W 合金鍍層都形成大小不等的晶粒團聚體，并且在晶粒團聚體表面吸附少量CeO2顆粒起到的彌散強化作用有限，兩者抵抗局部塑性變形能力相當。復合鍍層-8 和復合鍍層-12 的硬度明顯高于Co-W 合金鍍層，分別增大約76 HV、50 HV。其原因是復合鍍層-8 和復合鍍層-12 形成的晶粒團聚體大小較為均勻，使它們承受外部載荷能力較強。另外，在晶粒團聚體表面及邊界處吸附較多CeO2顆粒，較均勻吸附的顆粒起到明顯的彌散強化作用，能產生Orowan 位錯，繞過強化機制［15-16］，有效阻礙晶界滑移，從而提高復合鍍層-8 和復合鍍層-12抵抗局部塑性變形能力，因此這兩種復合鍍層表現出高硬度。尤其是復合鍍層-8，其硬度最高，接近600 HV。然而，復合鍍層-15 的硬度僅為527.4 HV，較Co-W 合金鍍層的硬度略有增大。這是由于復合鍍層-15形成的晶粒團聚體大小不等，導致其承受外部載荷能力較弱，加之少量CeO2顆粒摻雜起到的彌散強化作用及對晶界滑移的阻礙作用有限，所以復合鍍層-15抵抗局部塑性變形的能力與復合鍍層-8相比明顯減弱。

圖6 Co-W合金鍍層和5種Co-W/CeO2復合鍍層的硬度Fig.6 Hardness of Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

圖7 所示為Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的摩擦系數。從圖7 看出，Co-W 合金鍍層、復合鍍層-2、復合鍍層-5和復合鍍層-8的摩擦系數依次減小，而復合鍍層-8、復合鍍層-12 和復合鍍層-15 的摩擦系數依次增大。摩擦系數減小表明復合鍍層的磨損程度減輕，耐磨性能逐漸提高。由于復合鍍層-2、復合鍍層-5和復合鍍層-8的硬度增大，符合Archard 定律，即鍍層硬度與耐磨性能呈正相關關系［17］。研究發(fā)現，CeO2顆粒由于層間剪切力小易發(fā)生滑動，在摩擦過程中能起到類似固體潤滑劑的作用［18］。較均勻吸附在晶粒團聚體表面及邊界處的CeO2顆粒在摩擦過程中還能支撐外部載荷，從而減輕鋼球表面微凸體對鍍層造成的犁削作用。

圖7 Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2 復合鍍層的摩擦系數Fig.7 Friction coefficient of Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

結合上述分析，摻雜在復合鍍層-2、復合鍍層-5和復合鍍層-8 中的CeO2顆粒逐漸增多起到愈加明顯的彌散強化作用，并且在摩擦過程中起到愈加明顯的支撐外部載荷和潤滑減摩作用，因此這3 種復合鍍層的磨損程度依次減輕。尤其是復合鍍層-8，其摩擦系數最低僅為0.43，表現出良好的耐磨性能。摩擦系數增大表明復合鍍層的磨損程度加重，耐磨性能逐漸下降。由于復合鍍層-15的硬度較小，加之摻雜在復合鍍層-15 中的CeO2顆粒量少，在摩擦過程中起到的支撐外部載荷和潤滑減摩作用有限，所以復合鍍層-15 的磨損程度與復合鍍層-8 相比明顯加重。

2.4 Co-W/CeO2復合鍍層的高溫抗氧化性能

圖8 所示為Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的氧化增重量。由測定結果可知，Co-W合金鍍層的氧化增重量最高，達到1.27 mg/cm2。復合鍍層-2 和復合鍍層-15 的氧化增重量與Co-W 合金鍍層相比有所降低，但降幅僅為7%和12%。而復合鍍層-8 和復合鍍層-12 的氧化增重量與Co-W合金鍍層相比大幅度降低，分別為0.74 mg/cm2、0.83 mg/cm2。

圖8 Co-W 合金鍍層和5 種Co-W/CeO2復合鍍層的氧化增重量Fig.8 Oxidative weight gain of Co-W alloy coating and five kinds of Co-W/CeO2 composite coatings

研究表明，CeO2顆粒具有良好的熱穩(wěn)定性，并且可以作為氧化膜的形核中心促進形成連續(xù)致密的氧化膜。由于摻雜在復合鍍層-2 和復合鍍層-15 中的CeO2顆粒量少，在高溫氧化實驗過程中難以有效阻礙外部活性氧原子滲透和擴散，所以復合鍍層-2和復合鍍層-15與氧化介質的接觸面積較大，氧化速度相對快，它們的抗高溫氧化性能較差。而摻雜在復合鍍層-8 和復合鍍層-12 中的CeO2顆粒明顯增多，較均勻吸附在晶粒團聚體表面及邊界處的顆粒憑借良好的熱穩(wěn)定性，有效阻礙外部活性氧原子向內滲透和擴散［19-20］，致使復合鍍層-8 和復合鍍層-12與氧化介質的接觸面積小，從而減緩氧化速度。除此之外，在高溫氧化實驗過程中，少量CeO2顆粒可能分解形成富Ce 溶質原子容易擴散，使復合鍍層-8和復合鍍層-12表面逐漸形成較致密的氧化膜，明顯減小與氧化介質的接觸面積。富Ce 溶質原子優(yōu)先與外部活性氧原子結合，相當于阻礙氧原子擴散，所以復合鍍層-8和復合鍍層-12的氧化速度慢，表現出良好的抗高溫氧化性能。然而，復合鍍層-15的氧化增重量與復合鍍層-8 相比明顯增加，但是低于Co-W 合金鍍層的氧化增重量。由于摻雜在復合鍍層-15 中的CeO2顆粒量少，少量顆粒對外部活性氧原子滲透和擴散的阻礙作用有限，致使復合鍍層-15與氧化介質的接觸面積較大，所以氧化速度加快。相比較而言，復合鍍層-8的氧化增重量最低，其抗高溫氧化性能更好。

圖9 所示為Co-W 合金鍍層、復合鍍層-2、復合鍍層-8和復合鍍層-15高溫氧化12 h后的微觀形貌。可知這四種鍍層高溫氧化12 h后的微觀形貌與原始微觀形貌相比存在明顯差異，表面都形成氧化膜，由塊狀顆粒無序排布形成。從圖9（a）看出，Co-W 合金鍍層表面形成的氧化膜出現明顯開裂，裂紋深且呈延伸狀，這是由于在高溫氧化實驗過程中鈷的氧化物生長不斷釋放熱應力造成。從圖9（b）看出，復合鍍層-2 表面形成的氧化膜也出現開裂，但裂紋形態(tài)與Co-W 合金鍍層有所不同，呈斷續(xù)狀主要沿著晶粒團聚體邊界分布。從圖9（c）看出，復合鍍層-8表面形成的氧化膜未開裂，連續(xù)且較為致密。這層氧化膜覆蓋在復合鍍層-8表面能有效阻礙外部活性氧原子向內滲透和擴散，從而減慢氧化速度。但復合鍍層-15表面形成的氧化膜出現局部開裂，裂紋同樣沿著晶粒團聚體邊界分布，如圖9（d）所示。與復合鍍層-8相比，復合鍍層-15的高溫抗氧化性能明顯較差。圖9（a）～9（d）的分析結果進一步表明復合鍍層-8 的高溫抗氧化性能更好，與圖8 分析結果一致。

采用能譜儀對高溫氧化12 h 后Co-W 合金鍍層、復合鍍層-2、復合鍍層-8 和復合鍍層-15 進行面掃描，獲得各元素的質量分數如表2所示。由表2可知，高溫氧化12 h 后Co-W 合金鍍層的元素組成發(fā)生變化，含有Co、W 和O 共3 種元素，其中O 元素的質量分數接近15%。由于Co-W 合金鍍層中存在一些孔洞缺陷，為外部活性氧原子提供了滲透和擴散通道，在高溫氧化實驗過程中外部活性氧原子參與反應生成較多鈷的氧化物導致Co-W 合金鍍層表面氧化程度較為嚴重。另外，在高溫氧化實驗過程中Co-W 合金鍍層表面形成的氧化膜開裂，加劇了外部活性氧原子滲透和擴散，由此引入O 元素并且質量分數較高。高溫氧化12 h 后復合鍍層-2、復合鍍層-8和復合鍍層-15的元素組成均未改變，但是各元素的質量分數發(fā)生變化。由于復合鍍層-2、復合鍍層-8和復合鍍層-15表面發(fā)生不同程度氧化，在高溫氧化實驗過程中伴隨著外部活性氧原子參與反應形成鈷的氧化物，所以O 元素的質量分數升高。在所有元素質量分數總和恒定的情況下，O 元素的質量分數升高必然導致其它元素的質量分數降低。復合鍍層-8 具有良好致密性，并且晶粒團聚體表面及邊界處吸附較多CeO2顆粒，在高溫氧化實驗過程中富Ce 溶質原子優(yōu)先與外部活性氧原子結合阻礙其滲透和擴散，降低O 元素的質量分數并且抑制鈷的氧化物生成，進一步表明復合鍍層-8 的高溫抗氧化性能更好。

表2 高溫氧化12 h后不同鍍層中各元素的質量分數Tab.2 Mass fraction of each element in different coatings after high temperature oxidation for 12 h

3 結 論

（1）改變鍍液中CeO2顆粒濃度在普通結構鋼表面制備的5 種Co-W/CeO2復合鍍層表面都分布著類似胞狀的晶粒團聚體，并且在晶粒團聚體表面及邊界處吸附著CeO2顆粒，起到促進形核和彌散強化作用，會影響復合鍍層的致密性、硬度、耐磨性能以及高溫抗氧化性能。鍍液中CeO2顆粒濃度較低或過高的情況下?lián)诫s在復合鍍層中的CeO2顆粒量少，導致形成大小不等的晶粒團聚體，復合鍍層的致密性、硬度、耐磨性能以及高溫抗氧化性能較差。

（2）CeO2顆粒較均勻吸附在晶粒團聚體表面及邊界處起到促進形核和明顯的彌散強化作用，使晶粒大小趨于均勻，復合鍍層的致密性提高，硬度增大并且耐磨性能與高溫抗氧化性能增強。當鍍液中CeO2顆粒濃度為8 g/L 電沉積的Co-W/CeO2復合鍍層具有良好的致密性，其硬度接近600 HV，較Co-W合金鍍層增大約76 HV，還表現出良好的耐磨性能和高溫抗氧化性能，摩擦系數和氧化增重量僅為0.43、0.74 mg/cm2。