高耐磨耐蚀Ni_P_PTFE复合镀层工艺及性能研究

Ni-P-碳化物化学复合镀工艺研究的开题报告题目：Ni-P-碳化物化学复合镀工艺研究一、研究背景化学镀是一种常用的表面处理方法。

它可以在金属或塑料表面形成一层均匀、致密、耐腐蚀的金属或合金层，提高基体的抗腐蚀性、磨损性和机械性能，同时也可以改善表面的装饰性和电磁性能。

Ni-P合金化学镀层具有良好的耐磨性、耐磨损性、耐腐蚀性和高温性能，因此被广泛应用于机械、电子、汽车等领域。

然而，Ni-P合金并不是完美的材料，具有一些缺点，例如硬度不高、磨损性能有限等。

为了克服这些不足，可以在Ni-P合金化学镀层中添加一定量的碳化物来增加其硬度和磨损性能。

碳化物通常被用作增强剂来提高合金的硬度和耐磨性，例如WC、TiC、Mo2C等。

二、研究内容和目标本研究的主要内容是探究Ni-P-碳化物化学复合镀工艺。

具体来说，研究工作包括：1.研究不同碳化物对Ni-P合金化学镀层性能的影响。

2.优化Ni-P-碳化物复合镀工艺参数，得到具有理想性能的复合镀层。

3.探索Ni-P-碳化物复合镀层在机械、电子等领域的应用。

预期目标：1.较好地解决Ni-P合金化学镀层硬度和耐磨性的不足。

2.探究Ni-P-碳化物复合镀层制备工艺，为其在工程领域应用提供支持。

三、研究方法1.材料准备：准备Ni-P化学镀液、碳化物颗粒和基体材料。

2.化学镀制备：利用电化学沉积技术，在基体材料表面制备Ni-P合金化学镀层，并添加一定量的碳化物。

3.表征分析：运用显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段，对制备的化学复合镀层进行表征分析。

4.性能分析：对合成的复合镀层进行性能分析，如硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。

四、研究意义本研究对解决Ni-P合金化学镀层硬度和耐磨性的不足将有重要意义。

同时，通过优化Ni-P-碳化物复合镀工艺参数，可以制备出具有优异性能的复合镀层，可在机械、电子等领域得到广泛应用。

此外，研究过程中将优化化学复合镀制备工艺，拓展复合镀制备工艺及其在工程领域的应用。

化学镀Ni P PTFE 复合镀层的研究进展熊涛(武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064)摘 要:综述了近年来国内外在Ni P PT FE 复合镀层方面的研究进展。

重点探讨了表面活性剂、温度、pH 值、PT F E 粒子的分散等工艺参数对镀速、复合镀层中粒子分布及含量的影响,讨论了复合镀层的摩擦磨损性能及耐蚀性能,最后指出了Ni P P T FE 复合镀应用中存在的问题和未来发展方向。

关键词:N i P PT F E;化学复合镀;摩擦磨损;耐蚀性中图分类号:T G174.4 文献标识码:A 文章编号:1005 748X(2010)08 0636 03Research Progress in Electroless Ni P PTFE C omposite CoatingsXIONG Tao(Wuhan Institute of M ar ine Electric Pro pulsion,W uhan 430064,China)Abstract:Research pr og ress o f electro less N i P P T F E com posite co atings at home and abr oad in recent years isreviewed.T he effect s of surfacant ,temperatur e,pH,dispersing metho d o f P T FE o n the deposition behav ior of electro less co mpo site films are focused.T he fricto n w earability and cor rosion resistance o f composite coat ings ar e discussed.T he ex isting pr oblems and furture development o f electro less N i P P T FE ar e indicated.Key words:N iP PT F E;electr oless composit e co ating;friction and w ear ;co rr osion r esistance 0 引 言化学镀Ni P 镀层具有良好的耐蚀性、耐磨性、可焊性、厚度均匀以及良好的结合强度等优点,在航空航天、化工、机械、电子、汽车等领域得到了广泛应用[1]。

第五节镍-特氟龙（Ni-Teflon、或Ni-P-PTFE)复合镀层一、化学镀镍-特氟龙镀层的定义：化学镀：是在无电流通过(无外界动力)时，借助还原剂在同一溶液中发生的氧化还原作用，从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种镀覆方法。

镍-特氟龙镀层：是将工件浸置于含有特氟龙的无电解镍镀液中，以化学沉积的方式将特氟龙PTFE、Ni-P镍磷合金均匀地镀于工件表面。

此具有干式润滑特性的特氟龙物质PTFE分布于化学镍磷镀层中并不影响其耐蚀性，且能有效降低摩擦系数。

复合镀层厚度：3μmNi（P）以上+2μmNi-PTFE以上。

又称为无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中、靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的成膜技术。

镍-特氟龙Ni-Teflon又称为：镍-特富龙、镍-特富隆Ni-PTFE、镍-氟龙镀层、Ni-特氟龙、Ni-P-PTF镀层等。

镍-特氟龙Ni-Teflon镀层可以应用在铸铁、炭钢、不锈钢、铝合金、铜、黄铜、青铜、合金钢、镍合金等金属材质上，也可以应用在玻璃、玻纤以及一些橡胶塑料等非金属材质上。

对于各种塑胶、橡胶材料的成型有很大帮助，尤其是PA、PVC、TPO、GF(玻璃纤维)、橡胶、硅胶、环氧树脂等特殊材料。

二、化学镀镍-特氟龙镀层的优点：(1) 可以在由金属，半导体和非导体等各种材料制成的零件上镀覆金属。

(2) 无论零件的几何形状如何复杂，凡能接触到溶液的地方都能获得厚度均匀的镀层。

(3) 可以获得较大厚度的镀层，甚至可以电铸。

(4) 无需电源。

(5) 镀层致密，孔隙小。

(6) 镀层往往具有特殊的化学，机械或磁性能。

三、化学镀镍-特氟龙的基本工艺：如同其他湿法表面处理一样，化学镀镍-特氟龙包括：镀前处理、施镀操作、镀后处理各部分工艺序列组成，正确地实施工艺全过程才能获得质量合格的镀层。

然而，与电镀工艺比较，化学镀镍-特氟龙工艺全过程应格外仔细。

化学镀取决于在工件表面均匀一致的、迅速成的初始状态（起镀过程），化学镀镍-特氟龙并无外力启动和帮助克服任何表面缺陷；于是，工件一进入镀液即形成均匀一致的沉积界面，这一点很重要，因为化学镀是靠表面条件启动的，即异相表面自催化反应，而不是电力。

1 绪论1.1引言轮胎模具是轮胎硫化过程中所使用的重要工艺装备，它的优劣直接影响着轮胎外在质量，甚至使用寿命及安全性能。

目前比较常用的汽车轮胎模具为载重胎和乘用胎子午线轮胎活络模具。

由于轮胎模具使用及存放不合理, 铸钢材料的轮胎模具易与周围介质发生化学及电化学作用，而破坏其表面, 使轮胎模具表面腐蚀。

其结果易造成轮胎外观麻面，不平等缺陷，使轮胎质量下降。

目前乘用胎模具的花纹圈部分采用低压精密铸造技术生产，其材料为铝镁合金，这种料表面硬度相对较低，抗腐蚀性、耐磨性差，因此增加乘用胎模具花纹圈表面强度对提高模具整体质量意义重大。

本课题研究的是化学镀Ni-B-PTFE合金镀层的工艺与性能，通过在乘用胎模具表面进行化学镀处理，从而有效提高工件表面质量和表面硬度、耐磨性、耐蚀性，提高模具使用寿命。

1.2化学镀1.2.1化学镀的概述工业现代化的发展，对各种设备零部件表面性能的要求越来越高，特别是在高速度、高温、高压、重载、腐蚀介质等条件下工作的零件，其材料的破坏通常是从表面开始的。

表面的局部损坏，又往往会造成整个零件的失效，最终导致设备的停产。

因而，提高材料表面性能，能有效延长其使用寿命、节约资源、减少污染、提高生产力。

表面处理技术能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能镀层，以一般为几微米到几毫米的厚度，使零件具有比本体材料更高的耐磨、耐蚀、耐高温等性能。

化学镀(electroless plating)是通过溶液中适当的还原剂使金属离子在金属表面的自催化作用下还原进行的金属沉积过程，也叫无电解电镀、自催化镀。

化学镀过程实质是化学氧化还原反应，有电子转移、无外电源的化学沉积过程。

化学镀技术由于工艺简单、成本低廉、镀层均匀、与基体结合力好等优点，在表面处理技术中占有很重要的位置。

1.2.2化学镀的特点化学镀具有以下特点：（1）化学镀镀层分散力好，无明显的边缘效应，镀层厚度均匀，因而适合形状复杂工件表面施镀。

Ni—P—PTFE复合镀工艺条件的研究【摘要】本文通过对复合镀最佳工艺条件的研究，探索了不同复合镀工艺条件对镀膜性能的影响，并对镀层的硬度、耐腐蚀性及其他主要性能指标进行了测试。

从检测结果看复合镀层要比化学镀层的硬度和腐蚀性等都有很大程度的提高。

【关键词】复合镀镀膜表面处理研究化学镀Ni—P采用的是金属盐和还原剂在同一溶液中进行自催化的氧化还原反应，Ni—P镀层具有很好的耐腐蚀性、耐磨性、可焊性以及良好的结合强度而广泛应用于化工、机械、航天、石油开采等高技术领域[1]，但是化学镀也有其不足之处，镀液的稳定性差、寿命短、镀液损耗大等缺点，为了改进化学镀配方与工艺。

近几年来研究人员对镍—磷复合镀层的工艺进行了深入研究，各国都积极开展了在化学镀液中加入特殊的细颗粒物质与其共同沉积，加入的物质在性能上可以与Ni—P镀层形成互补，共沉积形成的复合镀层会较大幅度的提高镀层的硬度、耐磨性及抗腐蚀性，工件外观光洁明亮，可省去工件表面抛光工序[2]。

镀层具有比单纯金属、合金更优异的使用性能。

本实验采用的是在Ni—P镀液中加入PTFE颗粒与Ni—P镀层共沉积，因为PTFE具有很好的化学稳定性、优异的不粘性、耐高温及良好的抗静电性能。

目前所制备的复合镀层已成功地应用于许多行业。

镀层的好坏与实验条件有直接关系，本文通过正交试验，选择最佳工艺条件。

1反应原理1.1反应机理。

在具有催化表面和足够能量的条件下，次亚磷酸根离子被氧化成亚磷酸根离子，而一部分氢放出后被催化表面所吸收，被吸附的活性氢引发化学还原反应，在pH≥4的范围内还原催化表面的镍离子析出金属Ni。

1.2镀液中各组分的作用。

PTFE是由-CF2-CF2-重复单元构成的高分子聚合物，在镀液中的主要作用是与Ni—P镀层共沉积，提高镀层的耐腐蚀性、耐磨性和自润滑性。

镍盐是镀液中的主盐，作为镍的提供源，使镍覆连续进行。

NaH2PO2·H2O的作用是通过催化脱氢，提供活泼氢原子，把Ni2+还原成金属并使镀层中有一定磷含量。

(Ni-P)-石墨复合镀层的耐磨减摩行为摘要：随着工业化的不断发展，材料的选用变得越来越重要，石墨复合镀层作为一种新型的表面涂层材料，在减少摩擦损耗、提高材料耐磨性等方面发挥了越来越重要的作用。

本文通过对石墨复合镀层的制备、结构与性能的分析，探究其在耐磨减摩方面的行为和机理，并对其未来的研究和应用前景进行了展望。

关键词：石墨复合镀层；耐磨性；减摩行为；磨损机理一、引言减少工业生产中材料的摩擦损耗和提高材料的耐磨性一直以来都是一个重要的问题。

因此，石墨复合镀层作为一种新型的表面涂层材料，得到了广泛的关注和研究。

石墨复合镀层不仅具有优异的化学性质和机械性能，而且其含有的石墨颗粒可在摩擦过程中起到润滑作用，从而有效减少了摩擦系数和磨损率，提高了材料的耐磨性。

此外，其通过调控结构和成分，可实现对各种不同应用的适应性。

本文将介绍石墨复合镀层的制备方法、结构与性能，并研究其在耐磨减摩方面的行为和机理。

最后对其未来的研究和应用前景进行展望。

二、石墨复合镀层的制备石墨复合镀层的制备方法主要有化学镀法、物理气相沉积法、电沉积法等。

其中，化学镀法是目前应用最广泛的一种方法之一。

化学镀法的过程如下：首先将金属基材浸泡在含有石墨粉末和化学镀液的溶液中，随后在电化学反应的作用下，金属基材和石墨粉末中的镀液发生反应，形成一层均匀的石墨复合镀层。

三、石墨复合镀层的结构与性能石墨复合镀层的结构主要由金属基材、石墨粉末和金属-石墨界面三部分组成。

其中，金属-石墨界面是石墨复合镀层具有优异性能的关键区域之一。

石墨复合镀层的性能主要包括物理性能、化学性能和机械性能。

物理性能主要表现为较好的耐磨性和低摩擦系数。

化学性能主要表现为优异的抗腐蚀性。

机械性能主要表现为优异的硬度和强度。

四、石墨复合镀层的耐磨减摩行为1.耐磨性石墨复合镀层具有较好的耐磨性能，主要是由于其含有的石墨颗粒在摩擦过程中会在材料表面形成一层润滑膜，从而降低了材料的磨损率。