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为了进一步拓展化学镀镍的应用范围,在化学镀溶液中掺杂不溶性的PTFE微纳米粒子,可得到性能更优异的Ni-P-PTFE自润滑复合镀层。PTFE微纳米粒子具有非常低的摩擦系数和良好的自润滑性,而含有PTFE微纳米粒子的复合镀层在受到摩擦时,PTFE微纳米粒子可通过自身的层状剥离在镀层表面铺展开来,经过一段时间的摩擦后,这种固体润滑剂可在工件表面形成厚度均匀的减摩层,降低镀层摩擦系数,以减少磨损。 本文主要探讨了(一)阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂以及复合表面活性剂对Ni-P-PTFE复合镀工艺及性能的影响。(二)PTFE微纳米粒子添加量对Ni-P-PTFE复合镀工艺及性能的影响,并对复合镀层中PTFE微纳米粒子含量进行了计算。(三)外加磁场以及所加磁场强度大小对Ni-P-PTFE复合镀工艺及性能的影响。(四)Ni-P合金预镀层厚度的变化,对Ni-P/Ni-P-PTFE复合镀层性能的影响。并采用XJZ-6A型金相显微镜对复合镀层的金相组织进行了观察,测定了镀层的厚度;用弯曲试验法测定了复合镀层与基体的结合强度;用HVS1000型数显显微硬度计测定了复合镀层的显微硬度;用贴滤纸法测定了复合镀层的孔隙率;用SEM和EDS对复合镀层的形貌和元素组成进行了表征;用SFT-2M销盘式摩擦磨损试验机测定了复合镀层的摩擦系数;同时利用公式计算了复合镀层中PTFE微纳米粒子的含量。结果表明: 阳离子型表面活性剂聚丙烯酰胺PAM与非离子型表面活性剂OP两者复配使用,更有利于PTFE微纳米粒子在镀液中的分散,经分析讨论,两种表面活性剂的最佳添加量为:5ml/L的PAM和4ml/L的OP。 Ni-P合金镀层的摩擦系数μ为0.5左右,镀液中添加适量的PTFE微纳米粒子后,可降低复合镀层的摩擦系数。研究表明,当镀液中PTFE微纳米粒子添加量为5g/L时,所得Ni-P-PTFE复合镀层中PTFE微纳米粒子含量较高,复合镀层的摩擦系数μ达到0.225,并且复合镀层具有合适的硬度和良好的耐蚀性,与基体结合良好。 镀件周围有外加磁场时,可提高复合镀层的沉积速度和复合镀层中的PTFE微纳米粒子含量,并可改善复合镀层的表面质量。另外,当镀件周围外加磁场强度增大时,所得复合镀层的厚度增大,且PTFE微纳米粒子的含量也越多,提高了复合镀层的减摩性。 适当控制化学镀Ni-P合金和Ni-P-PTFE复合镀的施镀时间比,可弥补纯Ni-P-PTFE复合镀层性能的不足。本试验的研究表明,总施镀时间为2小时,同时化学镀Ni-P合金和Ni-P-PTFE复合镀的施镀时间比为1∶1时,可得到具有与基体结合力强、硬度合适、减摩性好和耐腐蚀性良好的Ni-P/Ni-P-PTFE复合镀层。