[發明專利]一種高硬度和低摩擦系數的二硫化鎢摻雜復合涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202011599046.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN113005488A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 郁水峰;汪鴻濤;許新花;李明輝;張根吉;李偉
• 申請（專利權）人: 比爾安達（上海）潤滑材料有限公司
• 主分類號: C25D3/06
• 分類號: C25D3/06;C25D3/10;C25D5/34;C23G1/10;C23G1/20
• 代理公司: 上海塔科專利代理事務所(普通合伙) 31380
• 代理人: 耿恩華

本發明涉及材料學技術領域，具體涉及一種高硬度和低摩擦系數的二硫化鎢摻雜復合涂層的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：步驟S01，將基材放入含有100mL丙酮的容器中，采用超聲波清洗10min，功率設置為90W；步驟S02，采用化學法對基材進行除油，除油溫度為70?80℃，時間為10?15min；步驟S03，在步驟S02的基礎上，利用體積分數40?60％的鹽酸對基材進行酸洗活化4min；步驟S04，通過電鍍在基材上鍍一層Cr?WS₂?PTFE；本發明具有工藝簡單、沉積速度快、成本低、結合強度好等優點。

技術領域

本發明涉及材料學技術領域，具體涉及一種高硬度和低摩擦系數的二硫化鎢摻雜復合涂 層的制備方法。

背景技術

電鍍是表面改性的一種表面處理技術，不同的涂層應用于材料表面以滿足不同的性能要 求，因此電鍍已經廣泛地應用于工業生產和科學研究的各個領域。通過電鍍得到的鍍鉻層具 有良好的耐磨性、硬度、耐蝕性，它不僅可用于裝飾性鍍層，還大量用于功能性鍍層。傳統 的鍍鉻是采用六價鉻鍍液電鍍鉻，其毒性很大，大約是三價鉻的100倍，如果水中六價鉻的 含量超過0.1mg/L，就會中毒。為了取代六價鉻電鍍，人們進行了許多研究，其中以三價鉻 取代六價鉻電鍍為主，且最有希望。電鍍三價鉻硫酸鹽鍍液涂層因其污染小，具有高的電流 效率等優點，近年來取得了較大的進展。

在研究領域，三價鉻復合涂層的制備工藝已經做過大量的研究，英國Caning于1981年， 開發了硫酸鹽三價鉻雙槽電鍍工藝。在1998年Ibrahim等人發明了以尿素為絡合劑的三價鉻 電鍍厚鉻工藝。我國主要以哈爾濱工業大學為代表對乙酸鹽體系和甲酸鹽體系等進行了研究， 并獲得了小規模生產應用。20世紀90年代，中南工業大學和廣州二輕所開展了對三價鉻硫 酸鹽電鍍和鈦基陽極的研究。進入20世紀，北京藍麗佳美化工科技中心發明了一種BSC12型 三價鉻硬鉻電鍍溶液，該鍍液的穩定性能好，解決了涂層與基底結合力較差和現有的三價鉻 電鍍技術無法獲得厚鍍層等問題，但該方法制出的三價鉻鍍鉻的均鍍能力不是很好，且摩擦 磨損性能也需進一步提高。

因此，三價鉻涂層在使用過程中依然存在一定的局限性，對于一些重載及高耐磨環境下 的零部件(例如：軸承、管道、斧頭等)使用一段時間后三價鉻涂層會出現磨損嚴重、甚至 磨破的情況，在這種工況條件下則需要進一步提高三價鉻復合鍍層的顯微硬度以及降低鍍層 的摩擦系數。

發明內容

本發明提出一種高硬度和低摩擦系數的二硫化鎢摻雜復合涂層的制備方法，用以解決現 有技術中的三價鉻涂層的耐摩擦磨損性能不佳的技術問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供了一種高硬度和低摩擦系數的二硫化鎢摻雜復合涂層的制備方法，所述制備 方法包括如下步驟：

步驟S01，將基材放入含有100mL丙酮的容器中，采用超聲波清洗10min，功率設置為 90W；

步驟S02，采用化學法對基材進行除油，除油溫度為70-80℃，時間為10-15min；

步驟S03，在步驟S02的基礎上，利用體積分數40-60％的鹽酸對基材進行酸洗活化4min；

步驟S04，通過電鍍在基材上鍍一層Cr-WS₂-PTFE。

優選的，所述步驟S04電鍍過程中，三價鉻電鍍液中的WS2摻雜量為0-3.5g/L，PTFE的濃度為12.5ml/L，鍍液溫度為45℃，pH值為1.5-2.5，電流密度為35A/dm²，沉積時間為20min。