铝合金电泳-电沉积Ni–cBN–PTFE复合镀层及其性能

摘要

[目的]通过表面强化处理提高铝合金的耐蚀性、硬度、耐磨性等性能有利于拓宽其应用范围。[方法]先通过磁场辅助电泳沉积在铝合金表面得到由cBN（立方氮化硼，平均粒径50 nm）和PTFE（聚四氟乙烯，平均粒径200 nm）纳米颗粒组成的电泳层，再通过电镀将纳米颗粒包裹在Ni镀层中，得到Ni–cBN–PTFE复合镀层。研究了MgCl₂·6H₂O质量浓度、纳米颗粒添加量、电压、温度和时间对电泳沉积量的影响。分析了Ni–cBN–PTFE复合镀层的结合力、微观形貌、元素组成、显微硬度、水接触角、耐磨性和耐蚀性。[结果]为制备纳米颗粒均匀分布且厚度适宜的电泳层，较优的电泳工艺条件为：MgCl₂·6H₂O 0.6 g/L，电压60 V,cBN 3.5 g/L,PTFE 3.5 g/L，磁感应强度2.5 mT，温度25°C，时间4 min。在较优条件下所得Ni–cBN–PTFE复合镀层的厚度约为18μm，表面元素分布均匀，cBN颗粒与PTFE颗粒的含量较高，显微硬度为426HV，结合力、疏水性、耐磨性及耐蚀性良好。[结论]采用电泳-电沉积技术可在铝合金表面制得cBN和PTFE含量较高的Ni–cBN–PTFE复合镀层，显著提高铝合金的综合性能。

关键词

铝合金 / 电泳 / 电沉积 / 镍 / 立方氮化硼 / 聚四氟乙烯 / 耐磨性 / 耐蚀性

基金资助

西南科技大学博士基金（19zx7165）