[發明專利]鎳基石蠟自潤滑復合鍍層的制備方法

有效

• 申請號: 201010200967.6
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101831686A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 仵亞婷;張楨;胡文彬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C25D15/02
• 分類號: C25D15/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種復合材料技術領域的方法，具體是一種鎳基石蠟自潤滑復合鍍層的制備方法。

背景技術

在材料科學中，摩擦現象具有諸多危害，潤滑是解決摩擦問題的一個重要手段，對節約能耗、減少排放具有舉足輕重的意義。傳統的外加潤滑劑的方式存在諸多弊端，所以帶有自潤滑特性的金屬基復合材料具備著很多傳統潤滑措施無法比擬的優勢，如摩擦系數更小、更加節能環保和使用壽命更長等。自潤滑材料有兩類，一類是將金屬與固體潤滑劑復合，另一類是在多孔基體中加入潤滑油。但由于金屬和潤滑油兩相材料的物理性能特點，直接制備含油自潤滑金屬基復合材料具有很大難度。

經過對現有技術的檢索發現，寧莉萍、歐陽錦林等人在《摩擦學學報》2001年第5期上報道了銅和石墨對鐵基含油自潤滑復合材料機械及摩擦學性能的影響，采用粉末冶金工藝制備了鐵基含油自潤滑復合材料，考察了復合材料的機械性能、摩擦學性能及組成與結構；尹延國等也在這方面做了很多研究工作，利用粉末冶金的方法制備了一系列含油金屬基復合材料并得到了應用。然而通過粉末冶金方法制備的含油金屬基復合材料放置時間過長潤滑油會滲漏失效，且該方法工藝復雜，制備過程不環保。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種鎳基石蠟自潤滑復合鍍層的制備方法，通過電沉積的方法將該類潤滑顆粒與金屬實現“固-固復合制備”。在電沉積液的配制過程中，為了使乳液保持穩定，合適的乳化劑即表面活性劑和穩定劑是必須的。它們可以在分散相表面形成保護膜，形成熱力學穩定體系，其中水包油體系可與水混溶，從而在與電解液混合后仍可保持體系穩定，因此可將液體石蠟乳液與電沉積液直接混合，直接電沉積制備金屬/油相復合材料。電沉積過程完成后，由于石蠟類有機物熔點較低，一般為20℃～60℃，在摩擦過程中因摩擦熱低熔點潤滑顆粒發生固液相變，從而起到液體潤滑的作用，即實現“固-液協同摩擦”。在摩擦過程中即使石蠟流失，復合材料中的石蠟顆粒會源源不斷的補充，極大地延長了上述復合材料的使用壽命。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明首先制備出含有石蠟的表面活性劑乳液，與鎳鹽溶液混勻形成電沉積液，然后采用電沉積的方法制備得到鎳基石蠟自潤滑復合鍍層。具體包括如下步驟：

第一步、將鎳鹽溶解于去離子水，配制成0.1～0.5mol/L鎳鹽溶液，然后將表面活性劑(0.5～1g/L)與水混溶后加熱至石蠟熔點以上制成水相；

所述的鎳鹽為NiCl₂、氨基磺酸鎳或NiSO₄。

第二步、在超聲攪拌作用下將液體石蠟緩慢均勻地加入上述水相中形成懸濁液，經冷卻至室溫后得到石蠟乳液，將石蠟乳液與鎳鹽溶液混合均勻后定容作為電沉積液。

所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、十二烷基苯磺酸鈉(SDS)或聚乙二醇(PEG)。

第三步、將金屬片基底與導線連接制成電極，然后通過電沉積制備鎳基石蠟自潤滑復合鍍層。

所述的金屬片基底是指：經鹽酸除去表面氧化層的金屬片，該金屬片依次置于去離子水和丙酮里進行超聲清洗以去除表面污染。

所述的電沉積制備鎳基石蠟自潤滑復合鍍層是指：設置電沉積起始電壓設為-0.5V～-1V，沉積溫度30～50℃，沉積時間5h～10h。

本發明將液體石蠟經超聲攪拌后混入鎳鹽溶液形成乳液體系，利用簡單易行的電沉積方法制備出鎳基石蠟自潤滑復合鍍層。本發明用種全新的方法將潤滑劑直接復合進金屬鍍層中以實現自潤滑的效果，步驟和工藝簡單易行，可控性好，對節約能源、資源和改善環境有著非常重要的意義。所制備的鎳基石蠟自潤滑復合鍍層很好地實現了自潤滑的目的，摩擦系數小，熱穩定性好，使用壽命長。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1