硝酸镧浓度对汽车模具导柱化学镀Ni-P/PTFE复合镀层性能的影响

发布时间：2021-12-21 23:19

　　将稀土以硝酸镧形式加入镀液中,在汽车模具导柱较常用的材料20#钢表面化学镀Ni-P/PTFE复合镀层,考察了硝酸镧浓度对复合镀层形貌、成分和耐磨性的影响。结果表明,硝酸镧浓度对复合镀层形貌、成分和耐磨性都有一定影响。与不加硝酸镧时制备的复合镀层相比,加入硝酸镧后制备的复合镀层中PTFE颗粒含量随着硝酸镧浓度增加（15～50 mg/L）而增多,其耐磨性逐步改善,磨损后表面的磨痕明显变浅。但是随着硝酸镧浓度从50 mg/L继续增加到70 mg/L,复合镀层中PTFE含量减少,其耐磨性变差,磨损程度加重。硝酸镧浓度为50 mg/L时制备的复合镀层形貌质量和耐磨性最好,其摩擦系数和磨损率都是最低,分别为0.17%、4.5%,磨损程度最轻。 

【文章来源】：电镀与精饰. 2020,42(11)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

硝酸镧浓度50 mg/L下制备的复合镀层的能谱图

图3所示为不同硝酸镧浓度下制备的复合镀层形貌。不加硝酸镧时，复合镀层表面能观察到不均匀的胞状凸起和条状沟壑。加入硝酸镧后，复合镀层的形貌发生变化。随着硝酸镧浓度从15 mg/L增加到50 mg/L，复合镀层表面的胞状凸起和条状沟壑变得平缓，表面逐渐趋于平整。其原因在于：硝酸镧作为一种稀土化合物极易吸附在基体表面固有的缺陷处，使基体表面形成很多较均匀的形核质点，促使结晶致密化，进而改善了复合镀层形貌[9]。另外，适量的硝酸镧还可以抑制镀液的自发分解，降低镀液中固体杂质进入复合镀层中的几率，同样也有利于改善复合镀层形貌。但是随着硝酸镧浓度从50 mg/L继续增加到70 mg/L，复合镀层表面的胞状凸起相对高度有增加的趋势，表面变得粗糙，这表明硝酸镧浓度超过一定限度会对复合镀层产生不利影响。原因是硝酸镧过量造成过度吸附而遮盖住基体表面的形核质点，一定程度上阻碍了催化反应[10]，从而使复合镀层形貌变差。总体来看，硝酸镧浓度为50 mg/L时制备的复合镀层表面较为平坦，形貌质量最佳。

图4所示为不同硝酸镧浓度下制备的复合镀层摩擦系数。不加硝酸镧时，复合镀层的摩擦系数最高，接近于0.30。加入硝酸镧后，随着硝酸镧浓度从15 mg/L增加到50 mg/L，摩擦系数从0.26减小到约0.17，表明复合镀层的耐磨性逐步改善。其原因在于：适量的硝酸镧促进PTFE颗粒进入复合镀层中，使复合镀层中PTFE颗粒含量增多。众所周知，PTFE颗粒具有很低的摩擦系数[11]。当PTFE颗粒弥散分布在复合镀层中，在摩擦过程中受到挤压作用会转移到摩擦副之间形成一层固体润滑膜，这层膜使摩擦副之间不容易发生粘着，起到减摩润滑作用[12]。可以认为，复合镀层中PTFE颗粒含量越多，减摩作用越显著，故复合镀层的摩擦系数越低。但是随着硝酸镧浓度从50 mg/L增加到70 mg/L，摩擦系数反而呈增大的趋势，表明复合镀层的耐磨性变差。2.3.2 硝酸镧浓度对复合镀层磨损率的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[3]稀土铈对化学镀Ni-P-PTFE复合镀层防垢性能的影响[J]. 何旭,付传起,杨萍,张庆乐,王宙.  功能材料. 2013(20)
[4]稀土元素对酸性化学镀镍的影响[J]. 任志华,田立朋.  中国表面工程. 2012(04)
[5]化学镀镍磷基合金镀层耐磨性的研究进展[J]. 刘宏,卞建胜,李莎,张彪.  表面技术. 2012(04)
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硕士论文
[1]PTFE颗粒的表面改性及其在复合镀层中的应用[D]. 张尚文.南京航空航天大学 2015



本文编号：3545362