钛合金表面纳米复合镀层制备及摩擦学性能研究

摘要

钛合金具有抗蚀性好,塑性变形能力强,比强度高,抗氧化能力好,钝化能力也比较强等优点,在航空航天行业中得到了大量应用。但是钛合金又有其自身的缺点:表面易划伤、咬死,特别是耐磨性能差。这些缺陷都极大地限制了钛合金零部件在航空工业中的使用寿命。因此为了提高钛合金表面的抗磨性能,本文采用具有自润滑性能的纳米富勒烯C60复合粒子,系统研究了纳米Ni-P-C60复合镀的制备工艺及工艺优化,并对复合镀层的性能进行全面的测试。
　　 在钛合金基体上进行纳米Ni—P-C60复合镀层的制备,主要解决的问题有:钛合金镀前表面活化工艺的研究,通过对国内外钛合金表面活化工艺对比研究,确定了一种无毒害的钛合金表面镀前活化工艺；针对纳米富勒烯C60粒子在镀液中难以均匀分散的问题,特别研究了表面活性剂对纳米富勒烯C60粒子表面改性的作用；采用正交试验的方法对纳米Ni-P—C60复合镀层的制备工艺进行优化研究,最终确定制备纳米Ni-P-C60复合镀层的最优工艺。
　　 采用最优工艺条件制备纳米Ni-P-C60复合镀层,通过金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度仪、微动磨损试验机等多种检测仪器和设备,对纳米复合镀层的各性能进行测定,其结果表明:纳米Ni—P-C60复合镀层的摩擦系数在相同条件下比常规化学镀Ni-P镀层低的多,表现出优异的耐磨减摩性能及自润滑性能。