化学镀镍的工业应用已经取得巨大成功,是近年来发展迅速、应用广泛的表面保护技术。为适应不同的工作环境和使用要求,化学镀镍已经由早期单一的中磷化学镀镍发展成为镀种丰富、组分多样、具有各种特定功能的技术体系。
鉴于PTFE具有很好的化学稳定性、优异的不粘性以及耐高温性能,尤其是该材料与其他聚合物相比具有最低的摩擦因数(摩擦因数约为0.05)而得到重视,因此,利用化学镀制备的Ni-P-PTFE复合涂层具有广泛的应用价值。
尽管目前国内外对化学镀Ni-P-PTFE复合涂层工艺已有大量的研究,但其施镀工艺没有在工业生产中大规模应用,其中关键的原因之一就是基材的前处理工艺不完善。不同金属基体在化学镀镍磷溶液中的活性不同,例如,不锈钢属于易钝金属,其表面极易生成一种氧化膜,很难与溶液发生反应。关于易钝金属化学镀镍磷的前处理工艺,GaoY等研究了铝基化学镀Ni-P前处理工艺对镀层结合力的影响;LeiM等研究了前处理工艺对铝基金属化学镀镍磷层结合力的影响。然而,针对前处理过程中的预镀镍工艺对Ni-P-PTFE复合涂层结合强度、表层硬度以及表面摩擦磨损性能的系统研究还不多。
本文研究了预镀镍过程中的不同电流密度和不同沉积时间对不锈钢化学镀Ni-P-PTFE复合涂层的微观结构和力学性能的影响,从而使不锈钢化学镀Ni-P-PTFE复合涂层的工艺得到进一步优化。
1.当预镀镍的沉积时间一定时,Ni-P-PTFE复合涂层的微观结构和力学性能会随着预镀镍过程中的电流密度的变化而发生变化,当电流密度为3.3A/dm2时,Ni-P-PTFE复合涂层的结合力为27.45N,摩擦系数为0.145,涂层外观的均匀性、致密性以及耐磨性等综合性能达到最优。涂层的微观结构和力学性能会随着预镀镍过程中的电流密度的变化而发生变化,当电流密度为3.3A/dm2时,Ni-P-PTFE复合涂层的结合力为27.45N,摩擦系数为0.145,涂层外观的均匀性、致密性以及耐磨性等综合性能达到最优。
2.当预镀镍过程中的电流密度一定时,Ni-P-PTFE复合涂层的微观结构和力学性能会随着预镀镍的沉积时间的变化而发生变化。当沉积时间为6min时,Ni-P-PTFE复合涂层的硬度、结合力以及涂层的耐磨性等综合性能达到最优。
3.通过对预镀镍工艺进行优化,当预镀镍过程中的电流密度为3.3A/dm2,沉积时间为6min时,在306不锈钢基体上,通过化学镀得到Ni-P-PTFE复合涂层,其涂层外观的均匀性、结合力、耐磨性以及涂层的硬度等综合性能达到最优。
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