Ni-PTFE-Sn-Ni-PTFE自潤滑復(fù)合鍍層的制備工藝和性能研究.pdf

1、Ni-PTFE復(fù)合鍍層是通過將高分子材料聚四氟乙烯(PTFE)微粒分散到Ni鍍液中制備得到的,該鍍層較單金屬Ni鍍層具有更優(yōu)良的自潤滑性、耐蝕性。為了進(jìn)一步改善Ni-PTFE鍍層的性能,在摩擦系數(shù)低且穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,具有一定的耐蝕性能,本文對Ni基、Sn-Ni基兩種基質(zhì)金屬中添加微米級PTFE顆粒制備復(fù)合鍍層的過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,對工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,獲得了具有優(yōu)異綜合性能的鍍層。
　　本文在對電沉積復(fù)合鍍層理論分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計

2、實驗方案并且完成了Ni-PTFE、Sn-Ni-PTFE兩種復(fù)合鍍層的制備,采用掃描電鏡、能譜儀、顯微硬度計、電化學(xué)工作站等對鍍層的微觀組織結(jié)構(gòu)、成分、界面結(jié)合狀態(tài)、硬度、抗腐蝕性能進(jìn)行了研究,分析了鍍覆過程中鍍液溫度、陰極電流密度、PTFE顆粒的加入量對鍍層性能的影響。并采用摩擦磨損實驗裝置,對鍍層的摩擦學(xué)性能進(jìn)行了測試。
　　在掃描電鏡下觀察Ni、Ni-PTFE、Sn-Ni、Sn-Ni-PTFE鍍層照片,可以看到鍍層晶粒細(xì)小,表

3、面光亮、平整,組織均勻致密。PTFE微粒在Ni-PTFE復(fù)合鍍層及Sn-Ni-PTFE復(fù)合鍍層中鑲嵌牢固,分布均勻。通過EDS能譜分析,在Ni-PTFE鍍層中PTFE含量能夠達(dá)到9％左右;在Sn-Ni-PTFE鍍層中Sn的含量能夠達(dá)到73%左右,PTFE的含量能夠達(dá)到12%左右。
　　維式硬度對鍍層的測試結(jié)果顯示,加入PTFE微粒后,相比于Ni和Sn-Ni鍍層的硬度,Ni-PTFE和Sn-Ni-PTFE復(fù)合鍍層的硬度都減小了,而且

4、隨著鍍液中軟性粒子PTFE含量的增加而逐漸降低。
　　通過在腐蝕溶液中測試得到各鍍層的Tafel極化曲線、腐蝕電流和電化學(xué)阻抗譜,得到Sn-Ni-PTFE較Ni、Ni-PTFE、Sn-Ni鍍層的腐蝕電位都明顯正移,腐蝕電流也明顯降低,阻抗值提高,說明Sn-Ni-PTFE復(fù)合鍍層表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的耐腐蝕性能。
　　在摩擦磨損試驗機(jī)上測試鍍層的摩擦磨損性能表明,鍍液中添加PTFE微粒制備的復(fù)合鍍層,摩擦系數(shù)明顯較小,試驗后的鍍層

5、表面磨痕平整。對比分析得到Sn-Ni-PTFE復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)要低于Ni、Ni-PTFE、Sn-Ni鍍層,能夠達(dá)到0.15左右。
　　通過對鍍層各項性能指標(biāo)的分析得出,獲得組織均勻致密,摩擦學(xué)性能和耐腐蝕性能均較好的最佳工藝條件分別為:Ni-PTFE鍍液中的鍍液溫度50℃,陰極電流密度2.4A/dm2,PTFE乳液加入量10ml/L;Sn-Ni-PTFE鍍液中的鍍液溫度47℃,陰極電流密度0.6A/dm2,PTFE乳液加入量10