PTFE与化学镀的结合--抗磨减摩镀层

1、背景

作为提高金属材料表面性能的有效方法之一的化学镀技术，具有工艺简单、易于控制、复合镀层性能多样等优点得到国内外学者越来越多的关注。

目前开发出来的化学复合镀层按照其功能可分为：

耐磨镀层

自润滑镀层

脱模性镀层

耐磨镀层中常加入的微粒主要有SiC、A12O3、WC、Si3N4、立方B4C、金刚石等，由于粒子弥散分布在镀层中起到了分散强化作用，故镀层的强度和硬度更高，硬质相粒子起抗磨作用，因而复合镀层具有良好的耐磨性。

自润滑镀层中常采用具有自润滑性能的固体颗粒CaF2、聚四氟乙烯（PTFE）、MoS2等与金属共沉积，形成具有自润滑功能的复合镀层。

脱模性镀层中加入CaF2、(CF)n、PTFE、石墨等改变表面润湿状态的粒子来提高模具的脱模性。

2、Ni-P-PTFE镀层介绍

PTFE颗粒是高惰性的聚合物，可以在-180℃~260℃的范围内长期使用，其软化点(325℃)较高，摩擦系数(0.05)是所有聚合物中最低者，具有极强的耐腐蚀性能，是一种很好的干摩擦润滑剂。

用化学镀Ni-P作基质金属支撑固定粒子，可增加其强度及耐蚀效果，同时镀层兼备减摩和耐磨性，Ni-P-PTFE复合镀层兼顾了化学镀镍及PTFE粒子两者的优点，同时也具有各自不具备的复合性能。

化学复合Ni-P-PTFE镀层具有耐腐蚀、耐磨损、自润滑、摩擦系数低等综合性能。

测试Ni-P-PTFE复合镀层的减摩性能，发现在10N的载荷下，基底的摩擦系数为0.45，复合镀层的摩擦系数为0.3。另外，降低载荷至3N之后，平均系数降低到0.1，且维持600s没有上升趋势。

3、应用场景

用具有自润滑性能的Ni-P-PTFE化学复合镀层镀覆汽车差速齿轮，可减少噪声，使汽缸的寿命从3万周期提高到800万周期。

抽油杆上施镀Ni-P-PTFE复合镀层后其粘滞阻力比常规镀Ni-P的抽油杆下降20%，可延长使用寿命。

磁盘上的齿轮镀Ni-P-PTFE复合镀层，可避免因硬质粒子污染而导致对磁盘的刮擦。

Ni-P-PTFE复合镀层用于石油行业中的防蜡管，其防蜡效果是普通油管的100倍以上。

更多详情可参见论文：

“戴媛静,邹洋,张紫铜,李小磊.Ni-P-Nano PTFE镀层的制备及摩擦学性能研究[J].润滑与密封,2021,46(12):7-18.”

http://www.rhymf.com.cn/rhymf/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=RF20210320&flag=1