[發明專利]一種碳納米管/鉛錫銅合金復合鍍層材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201911068621.2
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN112779585A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 胡正西
• 申請（專利權）人: 賀州學院
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D3/56;C25D5/34;C25D5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種碳納米管/鉛錫銅合金復合鍍層，其制備原料包括：基材選用黃銅片(Cu63%，Zn37%)，鍍前作以下前處理：整平?化學除油?酸洗除銹?超聲波除油。本發明通過復合電沉積工藝在鉛錫銅合金鍍層中加入經過處理后的碳納米管，用去離子水清洗至中性后添加一定量的分散劑，并在電沉積過程中施以磁力分散或超聲波分散，制備出碳納米管/鉛錫銅合金復合減摩鍍層。

技術領域

本發明涉及一種滑動軸承材料，尤其涉及一種碳納米管/鉛錫銅合金復合鍍層材料及其制備方法。

背景技術

滑動軸承是現代機械設備中重要的零件之一，須具備各種優異的性能。對此，國外最新的研究主要集中在潤滑方式改進、新型鋁基滑動軸承合金的研發和陶瓷基滑動軸承的制造等方面。研制出性能完善的滑動軸承材料是當今材料科學領域的重要發展方向。鉛錫銅合金是具有優良減摩性能的軸承合金材料，目前已經能夠量產，但其減摩性能仍需進一步提高。

在軸瓦的內表面提供減摩層的目的是為了提高軸瓦的減摩性、耐磨性、耐蝕性、鑲嵌性、順應性、抗咬合性、抗疲勞強度、承載能力等，從而提高其工作性能，延長使用壽命，最終保證發動機的高性能運行。

多壁碳納米管(MWNTs)以其優良的力學、電學性能以及納米尺度效應、長徑比高、密度低、比表面積大等特點，具有廣泛的應用價值，將碳納米管添加入到滑動軸承材料中，體現其優異的增強效果，降低摩擦因素，提高使用壽命。

發明內容

本發明的目的是為了改善鉛錫銅滑動軸承材料的減摩性能和耐磨性能，設計了一種碳納米管/鉛錫銅合金復合鍍層。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

碳納米管/鉛錫銅銅合金復合鍍層的制備原料包括：基材選用黃銅片(Cu63%，Zn37%)，鍍前作以下前處理：整平-化學除油-酸洗除銹-超聲波除油。

工藝流程：在電鍍碳納米管/鉛錫銅銅合金復合鍍層前，一般在其內表面的基體上先電鍍1～3μm厚的鎳(Ni)柵阻擋層，繼之電鍍15～30μm厚的碳納米管/鉛錫銅(PbSnCu)復合合金減摩層，最后在表面上電鍍1～2μm厚的錫(Sn)或鉛錫(PbSn)合金防護層。

鉛錫銅合金鍍液中有關成分的含量及工藝參數：

Pb²⁺(以Pb(BF₄)₂的形式加入)：80～333g/L；

Sn²⁺(以Sn(BF₄)₂的形式加入)：5～33.3g/L；

Cu²⁺(以Cu(BF₄)₂的形式加入)：2～11g/L；

HBF₄(游離)：40～300g/L；

H₃BO₃(游離)：15～40g/L；

穩定劑：2～12g/L；

添加劑：0.1～5g/L；

陰極電流密度(DK)：1～8A/dm²；

溫度(T)：15～30℃；

時間(t)：15～35min；

鍍層厚度(δ)：15～30μm；

陽極的組成：PbSn8～11。

將管徑為60-100 nm的碳納米管放入H2SO4：HNO3=1：1的濃混酸溶液中處理，過濾后用去離子水清洗至PH值為中性后，添加一定的分散劑，所用試劑均為分析純。采用CQ-10型超聲器震蕩30min使碳納米管充分分散后備用。