摩擦磨损普遍存在于生产和生活中。机械零部件的磨损往往会造成设备生产率低、产品质量差和设备加速老化等危害,严重时甚至会造成安全事故。为了防止零部件的磨损,通常需要在零部件表面沉积各种耐磨金属或合金材料,以提高常处于磨损状态下的零部件使用寿命。化学沉积因结构致密,厚度均匀,且可以在任何形状的零部件表面沉积而在机械上被广泛应用。尤其是在没有外加电流的情况下通过添加合适的还原剂,依据氧化还原反应使溶液中所含的金属离子还原成金属原子,并沉积到工件表面形成致密涂层的一种镀覆方法。Ni-P合金涂层作为一种比较经典的表面涂层被广泛应用于工业的各个领域,这是因为它具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和抗氧化性等性能。为了使化学镀镍层进一步扩展到应用领域中并提高其使用性能,各个国家都积极开展了在化学沉积Ni-P合金层中共同沉积第二相粒子或更多相粒子的复合化学沉积技术研究,掺杂的粒子在性能上能与Ni-P合金涂层形成互补或递进关系,从而能获得物理性能更优异的功能性复合涂层。本研究对Ni-P化学镀基础镀液成分和施镀条件进行了优化,并在此基础上引入自润滑性好的PTFE颗粒,通过一系列的比较试验成功制得耐磨减摩效果较好的Ni-P-PTFE复合涂层。即在基础镀液以及基本工艺参数条件不变的情况下,通过改变溶液中不同成分的浓度来使化学沉积层各项性能提高。本研究以得到较高硬度、自润滑性好以及良好的耐腐蚀性能涂层为目的,提出了一种高温高磷的工艺配方,并成功制备出了质量较高的高磷涂层,该涂层在经过热处理工艺后表现出更加优异的性能。并且发现在保证沉积速率相对较快的同时,在施镀过程中化学镀液也能表现出较好的化学稳定性,能基本达到工业应用的水平。其主要的研究内容和结论如下:(1)优化Ni-P合金涂层工艺参数和镀液配方采用正交试验优化了Ni-P镀液配方,制备涂层并对其进行性能表征。在配方:硫酸镍30g/L,次亚磷酸钠20g/L,乳酸18ml/L,无水乙酸钠5.2g/L,柠檬酸钠3.2g/L,硫脲2mg/L,p H值4.8,温度85℃的基础上,考察了还原剂次亚磷酸钠、稳定剂硫脲、p H值、温度等4个因素对平均沉积速度和沉积层中的磷含量的影响,得出来较优配方和施镀工艺:硫酸镍28g/L、次亚磷酸钠25g/L、无水乙酸钠5.2g/L、硫脲0.8mg/L、柠檬酸钠3.2g/L、p H值4.8、温度85℃、施镀时间为1.5h;在该配方及工艺条件下所得涂层较厚且结构致密,沉积速度较快,在90分钟平均沉积上0.6214g,且含磷量高于9%,硬度也较为理想。(2)PTFE颗粒的分散方式对复合涂层性能的影响探讨了机械搅拌、磁力搅拌和超声分散三种分散方法对Ni-P-PTFE复合涂层性能的影响。通过对比分析得出采用PTFE(60%)乳液所得到的复合涂层质量比利用PTFE粉末制备的复合涂层好。就对PTFE粒子的分散效果而言,超声分散效果优于磁力搅拌,磁力搅拌优于机械搅拌。由于只在超声功率为20W下进行了超声分散,虽然所得的复合涂层中PTFE分散均匀且粒径较小,但沉积层中PTFE含量较少。经过试验表明,机械搅拌最佳转速为200r/min,磁力搅拌最佳转速为450r/min时沉积层质量较好,且复合涂层中PTFE颗粒含量较高。故采用的是分散效果较好的磁力搅拌分散法,研究了磁力搅拌转速对复合涂层中PTFE含量、沉积速度、复合涂层硬度和摩擦系数的影响。结果表明:当磁力搅拌转速为450r/min时,复合涂层的质量和性能均较好,且沉积速率较快,可以满足工业应用。(3)Ni-P-PTFE减摩耐磨复合涂层的制备在Ni-P镀液优化配方的基础上引入了具有自润滑性的PTFE颗粒,且采用效果较佳的转速为450r/min的磁力搅拌进行分散。通过对比添加不同浓度的PTFE乳液所得到复合涂层的性能得出,浓度为8ml/L时摩擦系数最小,且含磷量较高。然后对所制备的复合涂层进行300℃(1h)的热处理,其硬度提升幅度较大,摩擦系数进一步减小,且结合力也增加33%,虽然耐腐蚀性略有下降,但该复合涂层呈现出良好的耐磨减摩性。这对Ni-P-PTFE复合涂层的进一步工业应用具有重要作用。