包覆微粒潤滑鍍層的制備及性能研究.pdf

1、電沉積潤滑鍍層有利于提高金屬表面的耐磨、耐蝕性能，在貧油工況或一些不能施加潤滑油的特殊潤滑體系中，顯示出很大的優(yōu)越性。潤滑復(fù)合鍍層的添加微粒多為導(dǎo)電微粒，如MoS2、石墨等，導(dǎo)電的微粒粘附于陰極表面上，由于表面尖端效應(yīng)，會使表面粗糙度增加，甚至形成樹枝狀結(jié)晶。
　　 本文采用微粒改性技術(shù)在MoS2微粒表面包覆絕緣材料，研究并優(yōu)化包覆工藝，觀察包覆微粒表面形貌，及分析微粒包覆表面成分。采用復(fù)合鍍制備含有包覆微粒MoS2/Al2O3

2、的鎳基潤滑鍍層，解決由于MoS2微粒的電導(dǎo)性引起的鍍層樹枝狀結(jié)晶問題；研究分散劑對鍍液中微粒分散性的影響，研究包覆微粒的復(fù)合鍍工藝并優(yōu)化其最佳工藝參數(shù)；建立包覆微粒在復(fù)合鍍中的沉積模型，研究包覆微粒在鍍層中的分布，用掃描電鏡觀察鍍層表面形貌，用XRD分析相結(jié)構(gòu)變化；研究鍍層的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、摩擦磨損性能及耐腐蝕性能。
　　 采用電解加工技術(shù)制備織構(gòu)化微孔，通過改變暴露面積、電流密度、電解時(shí)間，從而獲得不同尺寸、深度及分布的織

3、構(gòu)化微孔。采用電沉積技術(shù)在表面織構(gòu)化微孔中沉積Ag-MoS2/Al2O3潤滑鍍層，制備織構(gòu)化表面Ag-MoS2/Al2O3潤滑鍍層。織構(gòu)化表面Ag-MoS2/Al2O3潤滑鍍層與GCrl5鋼進(jìn)行環(huán)/盤式摩擦磨損試驗(yàn)，測試不同直徑、間距等織構(gòu)參數(shù)對織構(gòu)化表面Ag-MoS2/Al2O3潤滑鍍層摩擦磨損性能的影響，用織構(gòu)化表面MoS2干膜潤滑做摩擦磨損性能的對比研究。
　　 研究了Al2O3或PS包覆MoS2微粒的工藝，Al2O3包覆

4、MoS2微粒的最佳工藝為，溫度80℃，pH值7.0，Al3+濃度為0.2mol/L；XPS檢測結(jié)果表明MoS2微粒表面成功地包覆了均勻完整的Al2O3層。PS包覆MoS2最佳工藝為：引發(fā)劑為0.2wt％的偶氮二異丁腈AIBN)(基于苯乙烯單體質(zhì)量分?jǐn)?shù))，聚合時(shí)間為2h，苯乙烯單體與微粒用量的比例為1ml∶10g，得到包覆均勻、不團(tuán)聚的PS/MoS2復(fù)合微粒。
　　 本文采用電沉積技術(shù)制備減摩復(fù)合鍍層，得出以下結(jié)論：十六烷基溴化銨

5、(CTAB)用量在0.4mg/l時(shí)，微粒在鍍液中的分散性達(dá)到最優(yōu)；在各個(gè)用量時(shí)對比，CTAB對鍍液中微粒的分散性均優(yōu)于OP-10及十二烷基磺酸鈉。優(yōu)化出復(fù)合鍍最佳工藝參數(shù)為：電鍍液中微粒濃度為25g/l，電流密度為11A/dm2，攪拌速度為600rpm，pH值為4.5，溫度為55℃；對比包覆微粒MoS2/Al2O3與MoS2微粒對鍍層性能的影響，在相同的條件下，MoS2/Al2O3微粒在鍍層中的沉積量均高于未包覆微粒的沉積量；MoS2微

6、粒的鍍層出現(xiàn)樹枝狀結(jié)晶，而包覆微粒MoS2/Al2O3的鍍層則避免了樹枝狀結(jié)晶的出現(xiàn)，鍍層表面形貌平整，厚度均勻；梯度復(fù)合鍍層的結(jié)合力優(yōu)于普通復(fù)合鍍層，包覆微粒在鍍層中的分布均勻。
　　 對復(fù)合鍍層的摩擦磨損、腐蝕性能進(jìn)行了研究，并探討了耐磨、耐蝕機(jī)理，結(jié)果表明：用PS包覆MoS2微粒的復(fù)合鍍層摩擦系數(shù)低于MoS2復(fù)合鍍層，而用Al2O3包覆MoS2微粒的復(fù)合鍍層摩擦系數(shù)高于MoS2，鍍層的摩擦系數(shù)都隨著復(fù)合鍍層中微粒含量的增加

7、而降低。用掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡觀察磨痕表面形貌，能譜分析和XPS分析磨痕成分變化，結(jié)果表明結(jié)果表明在摩擦磨痕表面形成潤滑膜，對磨陶瓷球表面形成了減摩潤滑轉(zhuǎn)移膜。PS或Al2O3包覆微粒的鍍層具有較好的耐蝕性，這是由于在相同的腐蝕介質(zhì)中，復(fù)合鍍層的腐蝕電位增大，而腐蝕電流減小。
　　 結(jié)果表明：織構(gòu)化表面Ag-MoS2/Al2O3潤滑鍍層比織構(gòu)化表面MoS2干膜潤滑和光滑表面具有更好的摩擦磨損性能，當(dāng)表面織構(gòu)化的微孔和微孔間距均為