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塑胶模具涂层纳米材料在耐磨减摩复合镀层中的应用

2020-04-14 17:04:34

此类复合镀层就是在基体中加入硬度较高的如SiC、Al2O3、纳米金刚石(DNP)等硬质纳米颗粒,当弥散分布在基体中时能有效地细化基质金属来提高基质金属的硬度。因此在制备复合镀层时受到极大的关注。采用静压法所得的金刚石颗粒较粗,且具有尖锐棱角,应用受到限制。纳米金刚石因其特异的性质和在镀液中的特有行为,在复合镀层中的应用日益广泛。如化学镀Ni2P镀层的磁盘基板表面若采用含DNP的复合镀后,可减摩50%。用来生产磁头和磁性记忆储存器磁膜的Co2P化学镀液中添加DNP形成复合镀层,其耐磨性提高2~3倍。用于模具镀铬的DNP复合镀层,寿命提高,精密度持久不变,长时间使用镀层光滑无裂纹。用于钻头镀铬的DNP复合镀层,使钻头寿命成倍提高。汽车、摩托车汽缸体(套)的Ni金刚石纳米复合镀层,可使汽缸体寿命提高数倍。塑胶模具涂层


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用电镀特别是电刷镀法可以比较容易地在大尺寸部件上制成含纳米粉的复合镀层。国内有人用电镀与电刷镀的方法制成了含纳米金刚石粉的复合镀镍层,与不含金刚石粉的普通镀镍层相比,其硬度增加一倍以上,耐磨性能的提高更为明显。俄罗斯已制成含纳米粉复合镀层的工具,并已投入小批量生产,其硬度和耐磨性均有比较明显的提高。碳纳米管由于其优异的力学性能也在复合镀层中得到应用。

金属表面制得了含碳纳米管的镍磷复合镀层。该复合镀层具有高耐磨性、低摩擦系数、高热稳定性、自润滑等优异的综合性能。其耐磨性比无镀层的高1000倍,比Ni2P/SiC 复合镀层高10倍以上,并可广泛应用于航空航天、机械、化工、冶金、汽车等各种行业。

将纳米陶瓷颗粒等加入镀层中,能显著提高镀层的机械性能。在快镍镀液中加入纳米SiC 和Al2O3,能大幅度提高镀层的耐磨性和硬度,纳米颗粒主要分布在镀层缺陷处和镀层镍晶粒处。MoS2、PTFE等纳米颗粒由于其较低的硬度和良好的润滑性能而被用于减摩复合镀层中。对含金刚石(27%~30%)、石墨和少量无定型碳的纳米量级的黑粉制得的镍基复合镀层的检测结果表明,复合镀层呈非晶化趋向,其硬度和耐磨性能明显改善,而且还具有较好的自润滑性。将100nm左右的PTFE颗粒加入到化学镀液中,获得了均匀的PTFE复合镀层,且该镀层具有优异的摩擦学性能,其摩擦因数比Ni2P镀层低很多;同时增强了镀层的抗粘着磨损能力。


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