納米溶膠對Ni基自潤滑復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復合鍍層具有優(yōu)良的自潤滑性能以及耐腐蝕性能，能夠很好地降低無油潤滑狀態(tài)下摩擦副的摩擦磨損與腐蝕破壞，對于提高產(chǎn)品可靠性，降低資源和能源損耗有重要意義。但是，Ni-PTFE復合鍍層質(zhì)軟，承載能力低，在摩擦過程中磨損破壞較為嚴重。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滑性能，成為研究自潤滑鍍層的主要研究方向。
　　傳統(tǒng)鍍層強化的方法是將硬質(zhì)粉末加入鍍液，但微粒在鍍液中易發(fā)生團聚，在鍍層

2、中分散不均，性能改善不明顯。本文采用復合電鍍技術與納米溶膠技術相結(jié)合的方法，設計實驗方案，制備了Ni基PTFE復合鍍層。試驗選用納米TiO2溶膠微粒對電沉積鍍層進行強化，制備了Ni-TiO2及Ni-PTFE-TiO2復合鍍層，研究納米TiO2溶膠的加入對純Ni、Ni-PTFE鍍層組織結(jié)構(gòu)及性能的影響。試驗在前處理工藝、試驗工藝條件、微粒復合量、強化微粒選擇等方面進行優(yōu)化，確定了最佳制備方法，提高了鍍層硬度、耐磨性、潤滑性、結(jié)合性等。試驗

3、通過儀器對試件進行顯微硬度測試、微觀組織形貌及成分分析、沉積速率計算、鍍層與基體結(jié)合性能測試、摩擦磨損試驗等，詳細分析對比鍍層性能。
　　實驗中選用的PTFE微粒具有極強的憎水性，強化微粒納米TiO2溶膠在鍍液中也容易發(fā)生團聚，經(jīng)過大量試驗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到30g/L與30ml/L。前處理工藝對鍍層質(zhì)量影響很大，本實驗規(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到HV400，結(jié)合力與摩擦學性能也得到改善，摩擦系數(shù)達到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，寬度尺寸可達到納米范圍；Ni-