[发明专利]镍基石蜡自润滑复合镀层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种复合材料技术领域的方法，具体是一种镍基石蜡自润滑复合镀层的制备方法。

背景技术

在材料科学中，摩擦现象具有诸多危害，润滑是解决摩擦问题的一个重要手段，对节约能耗、减少排放具有举足轻重的意义。传统的外加润滑剂的方式存在诸多弊端，所以带有自润滑特性的金属基复合材料具备着很多传统润滑措施无法比拟的优势，如摩擦系数更小、更加节能环保和使用寿命更长等。自润滑材料有两类，一类是将金属与固体润滑剂复合，另一类是在多孔基体中加入润滑油。但由于金属和润滑油两相材料的物理性能特点，直接制备含油自润滑金属基复合材料具有很大难度。

经过对现有技术的检索发现，宁莉萍、欧阳锦林等人在《摩擦学学报》2001年第5期上报道了铜和石墨对铁基含油自润滑复合材料机械及摩擦学性能的影响，采用粉末冶金工艺制备了铁基含油自润滑复合材料，考察了复合材料的机械性能、摩擦学性能及组成与结构；尹延国等也在这方面做了很多研究工作，利用粉末冶金的方法制备了一系列含油金属基复合材料并得到了应用。然而通过粉末冶金方法制备的含油金属基复合材料放置时间过长润滑油会渗漏失效，且该方法工艺复杂，制备过程不环保。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种镍基石蜡自润滑复合镀层的制备方法，通过电沉积的方法将该类润滑颗粒与金属实现“固-固复合制备”。在电沉积液的配制过程中，为了使乳液保持稳定，合适的乳化剂即表面活性剂和稳定剂是必须的。它们可以在分散相表面形成保护膜，形成热力学稳定体系，其中水包油体系可与水混溶，从而在与电解液混合后仍可保持体系稳定，因此可将液体石蜡乳液与电沉积液直接混合，直接电沉积制备金属/油相复合材料。电沉积过程完成后，由于石蜡类有机物熔点较低，一般为20℃～60℃，在摩擦过程中因摩擦热低熔点润滑颗粒发生固液相变，从而起到液体润滑的作用，即实现“固-液协同摩擦”。在摩擦过程中即使石蜡流失，复合材料中的石蜡颗粒会源源不断的补充，极大地延长了上述复合材料的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明首先制备出含有石蜡的表面活性剂乳液，与镍盐溶液混匀形成电沉积液，然后采用电沉积的方法制备得到镍基石蜡自润滑复合镀层。具体包括如下步骤：

第一步、将镍盐溶解于去离子水，配制成0.1～0.5mol/L镍盐溶液，然后将表面活性剂(0.5～1g/L)与水混溶后加热至石蜡熔点以上制成水相；

所述的镍盐为NiCl₂、氨基磺酸镍或NiSO₄。

第二步、在超声搅拌作用下将液体石蜡缓慢均匀地加入上述水相中形成悬浊液，经冷却至室温后得到石蜡乳液，将石蜡乳液与镍盐溶液混合均匀后定容作为电沉积液。

所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDS)或聚乙二醇(PEG)。

第三步、将金属片基底与导线连接制成电极，然后通过电沉积制备镍基石蜡自润滑复合镀层。

所述的金属片基底是指：经盐酸除去表面氧化层的金属片，该金属片依次置于去离子水和丙酮里进行超声清洗以去除表面污染。

所述的电沉积制备镍基石蜡自润滑复合镀层是指：设置电沉积起始电压设为-0.5V～-1V，沉积温度30～50℃，沉积时间5h～10h。

本发明将液体石蜡经超声搅拌后混入镍盐溶液形成乳液体系，利用简单易行的电沉积方法制备出镍基石蜡自润滑复合镀层。本发明用种全新的方法将润滑剂直接复合进金属镀层中以实现自润滑的效果，步骤和工艺简单易行，可控性好，对节约能源、资源和改善环境有着非常重要的意义。所制备的镍基石蜡自润滑复合镀层很好地实现了自润滑的目的，摩擦系数小，热稳定性好，使用寿命长。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1