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塑膠模具塗層納米材料在耐磨減摩複合鍍層中的應用

2020-04-14 17:04:34

此類複合鍍層就是在基體中加入硬度較高的如SiC、Al2O3、納米金剛石(DNP)等硬質納米顆粒,當彌散分布在基體中時能有效地細化基質金屬來提高基質金屬的硬度。因此在製備複合鍍層時受到極大的關注。采用靜壓法所得的金剛石顆粒較粗,且具有尖銳棱角,應用受到限製。納米金剛石因其特異的性質和在鍍液中的特有行為,在複合鍍層中的應用日益廣泛。如化學鍍Ni2P鍍層的磁盤基板表麵若采用含DNP的複合鍍後,可減摩50%。用來生產磁頭和磁性記憶儲存器磁膜的Co2P化學鍍液中添加DNP形成複合鍍層,其耐磨性提高2~3倍。用於模具鍍鉻的DNP複合鍍層,壽命提高,精密度持久不變,長時間使用鍍層光滑無裂紋。用於鑽頭鍍鉻的DNP複合鍍層,使鑽頭壽命成倍提高。汽車、摩托車汽缸體(套)的Ni金剛石納米複合鍍層,可使汽缸體壽命提高數倍。塑膠模具塗層


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用電鍍特別是電刷鍍法可以比較容易地在大尺寸部件上製成含納米粉的複合鍍層。國內有人用電鍍與電刷鍍的方法製成了含納米金剛石粉的複合鍍鎳層,與不含金剛石粉的普通鍍鎳層相比,其硬度增加一倍以上,耐磨性能的提高更為明顯。俄羅斯已製成含納米粉複合鍍層的工具,並已投入小批量生產,其硬度和耐磨性均有比較明顯的提高。碳納米管由於其優異的力學性能也在複合鍍層中得到應用。

金屬表麵製得了含碳納米管的鎳磷複合鍍層。該複合鍍層具有高耐磨性、低摩擦係數、高熱穩定性、自潤滑等優異的綜合性能。其耐磨性比無鍍層的高1000倍,比Ni2P/SiC 複合鍍層高10倍以上,並可廣泛應用於航空航天、機械、化工、冶金、汽車等各種行業。

將納米陶瓷顆粒等加入鍍層中,能顯著提高鍍層的機械性能。在快鎳鍍液中加入納米SiC 和Al2O3,能大幅度提高鍍層的耐磨性和硬度,納米顆粒主要分布在鍍層缺陷處和鍍層鎳晶粒處。MoS2、PTFE等納米顆粒由於其較低的硬度和良好的潤滑性能而被用於減摩複合鍍層中。對含金剛石(27%~30%)、石墨和少量無定型碳的納米量級的黑粉製得的鎳基複合鍍層的檢測結果表明,複合鍍層呈非晶化趨向,其硬度和耐磨性能明顯改善,而且還具有較好的自潤滑性。將100nm左右的PTFE顆粒加入到化學鍍液中,獲得了均勻的PTFE複合鍍層,且該鍍層具有優異的摩擦學性能,其摩擦因數比Ni2P鍍層低很多;同時增強了鍍層的抗粘著磨損能力。


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