鋁表面Ni-SiC-WS2 復合鍍層的制備及其性能研究

盧鵬軍，田曉東，韓賓龍

(長安大學材料科學與工程學院 交通鋪面材料教育部工程研究中心，陜西 西安 710064)

0 前 言

鋁合金具有比強度高、密度低、易加工等優點，廣泛應用于汽車、船舶、航空航天等領域[1，2]。但是，鋁合金表面硬度低、且表面不均勻的氧化膜易引起局部腐蝕。在鋁合金表面制備電鍍層可提高表面耐磨、自潤滑或耐腐蝕性能。鎳基鍍層是非常重要的一類鍍層，在其中加入不同類型的微粒，可實現高硬度、自潤滑等不同的性能特點[3-8]。

SiC 微粒硬度高、化學穩定性好，Ni-SiC 復合鍍層則可被應用于齒輪、汽車半軸、活塞等有高耐磨需求的零部件上[9-11]；而且，有研究表明[12，13]，通過電沉積制備的Ni-SiC 納米復合鍍層表面平整致密，腐蝕介質很難進入鍍層內部，減緩了腐蝕過程。與Ni 鍍層相比，Ni-SiC 納米復合鍍層具有更好的耐腐蝕性能。WS2微粒具有良好的自潤滑性能，Ni-WS2復合鍍層可顯著降低鍍層的摩擦系數[14-17]。由此可見，在鍍層中同時加入SiC 和WS22 種微粒有可能進一步增強鍍層的耐磨、減摩或耐蝕性能。因此，本工作采用直流電沉積的方法在1060 鋁表面制備Ni-SiC-WS2復合鍍層，通過對比純Ni 鍍層和Ni-SiC 復合鍍層，研究SiC 和WS2顆粒共同作用下復合鍍層的組織結構、成分組成、耐磨與耐蝕性能，并分析其影響機理。

1 試 驗

1.1 鍍層制備

試驗所用基材為1060 鋁，試樣是尺寸為φ20 mm、厚度2 mm 的圓片。首先對試樣使用80～800 號砂紙進行打磨，然后超聲波清洗除去磨屑，再依次采用50%鹽酸、20%硝酸活化，最后進行復合鍍層的制備。

Ni- SiC - WS2復合鍍層的電鍍溶液主要由NiSO4·6H2O、NiCl2·6H2O、H3BO3、潤濕劑(此處由于該潤濕劑目前正在申請專利，不便給出)以及SiC 和WS2微粒組成。……