納米溶膠對(duì)Ni基自潤(rùn)滑復(fù)合鍍層微觀組織及性能影響的研究.pdf

1、電沉積方法制備的Ni-PTFE復(fù)合鍍層具有優(yōu)良的自潤(rùn)滑性能以及耐腐蝕性能，能夠很好地降低無(wú)油潤(rùn)滑狀態(tài)下摩擦副的摩擦磨損與腐蝕破壞，對(duì)于提高產(chǎn)品可靠性，降低資源和能源損耗有重要意義。但是，Ni-PTFE復(fù)合鍍層質(zhì)軟，承載能力低，在摩擦過(guò)程中磨損破壞較為嚴(yán)重。因此，提高鍍層硬度以及耐磨性能，并且使之仍然保持良好的自潤(rùn)滑性能，成為研究自潤(rùn)滑鍍層的主要研究方向。
　　傳統(tǒng)鍍層強(qiáng)化的方法是將硬質(zhì)粉末加入鍍液，但微粒在鍍液中易發(fā)生團(tuán)聚，在鍍層

2、中分散不均，性能改善不明顯。本文采用復(fù)合電鍍技術(shù)與納米溶膠技術(shù)相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，制備了Ni基PTFE復(fù)合鍍層。試驗(yàn)選用納米TiO2溶膠微粒對(duì)電沉積鍍層進(jìn)行強(qiáng)化，制備了Ni-TiO2及Ni-PTFE-TiO2復(fù)合鍍層，研究納米TiO2溶膠的加入對(duì)純Ni、Ni-PTFE鍍層組織結(jié)構(gòu)及性能的影響。試驗(yàn)在前處理工藝、試驗(yàn)工藝條件、微粒復(fù)合量、強(qiáng)化微粒選擇等方面進(jìn)行優(yōu)化，確定了最佳制備方法，提高了鍍層硬度、耐磨性、潤(rùn)滑性、結(jié)合性等。試驗(yàn)

3、通過(guò)儀器對(duì)試件進(jìn)行顯微硬度測(cè)試、微觀組織形貌及成分分析、沉積速率計(jì)算、鍍層與基體結(jié)合性能測(cè)試、摩擦磨損試驗(yàn)等，詳細(xì)分析對(duì)比鍍層性能。
　　實(shí)驗(yàn)中選用的PTFE微粒具有極強(qiáng)的憎水性，強(qiáng)化微粒納米TiO2溶膠在鍍液中也容易發(fā)生團(tuán)聚，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)分析選用非離子表面活性劑TX-10，很好的將微粒均勻分散于鍍液，PTFE與納米TiO2溶膠在鍍液中含量可達(dá)到30g/L與30ml/L。前處理工藝對(duì)鍍層質(zhì)量影響很大，本實(shí)驗(yàn)規(guī)范了前處理工藝，確定了

4、基體試件表面前處理程度。
　　微粒PTFE的加入使鍍層硬度比純Ni鍍層有所提高，最佳工藝條件下最高達(dá)到HV400，結(jié)合力與摩擦學(xué)性能也得到改善，摩擦系數(shù)達(dá)到0.1463，耐腐蝕性能略微下降。Ni-TiO2、Ni-PTFE-TiO2相比于Ni、Ni-PTFE鍍層，結(jié)合力與顯微硬度明顯改善，磨損質(zhì)量大幅下降。微觀組織形貌發(fā)現(xiàn)納米TiO2的加入大大細(xì)化了晶粒，Ni-TiO2鍍層晶粒形狀呈規(guī)則針狀，散亂分布，寬度尺寸可達(dá)到納米范圍；Ni-