納米石墨化學(xué)沉積技術(shù)在汽車零部件表面上的應(yīng)用,上海路豐助劑有限公司 發(fā)明人：王峰 發(fā)明專利申請授理號：200610117075.3,目 錄,摘要 關(guān)鍵詞 引言 納米石墨與金屬合金在汽車零部件上的沉積技術(shù) 沉積工藝流程 工藝流程說明 納米石墨與多元合金鍍層厚度、硬度與附著力測試 納米石墨與金屬合金復(fù)合沉積晶胞組織結(jié)構(gòu) 摩擦、磨損對比實驗 噪音對比實驗 防腐性能測試 汽車零部件表面化學(xué)沉積處理圖片 結(jié)束語,摘 要,納米石墨與金屬合金在汽車零部件表面進行化學(xué)沉積，實現(xiàn)對零部件表面的改性，達到減磨自潤滑，降低噪音、延長壽命，提高承受沖擊載荷性能和防腐蝕的目的。,返回,關(guān)鍵詞,納米石墨 汽車零部件 化學(xué)沉積 減磨自潤滑 降低噪音 延長壽命 提高承受沖擊載荷性能 防腐蝕,返回,引 言,磨損、腐蝕是金屬材料損耗的重要原因，全世界每年有近四分之一的材料損耗與磨損、腐蝕中。因此，如何提高金屬材料的耐磨、減磨及抗腐蝕性，一直以來是材料科學(xué)界所關(guān)注的一個重要研究課題。 汽車零部件絕大部分采用鋼鐵材料，其特點是加工性好、可塑性好，成本相對較低，但是，耐磨損性、耐腐蝕性總是不盡人意，并且在相互傳動中產(chǎn)生較大的噪音。雖然現(xiàn)有工藝可以解決部分缺陷，如熱處理、化學(xué)熱處理、鍍覆表面處理等，仍無法滿足高耐磨、耐腐、低噪聲的要求，從而制約了產(chǎn)品性能的提高和使用壽命的延長，也造成了資源的浪費。,返回,納米石墨與金屬合金在汽車零部件上的沉積技術(shù),將直徑30 50納米的石墨粉末乳化分散固含量為30%的納米石墨乳液，加入化學(xué)合金鍍液中，溫度在7585，pH值為4.6 4.8每小時可以在金屬零部件表面沉積10微米厚度的納米石墨與金屬合金的復(fù)合沉積層。,返回,沉積工藝流程,脫脂 水洗 活化 水洗 敏化 水洗 退膜 水洗 活化 水洗 去離子水洗 去離子水洗 化學(xué)沉積 去離子水洗 去離子水洗 熱去離子水洗,返回,工藝流程說明,脫脂：脫脂劑為本公司生產(chǎn)的WX-1048高效快速脫脂粉;配比 120；溫度60 70 ；時間 10 15分鐘。 水洗：流動自來水漂洗。 活化： WX-938鋼鐵快速去油去銹活化劑;配比 11加水稀釋;常溫使用;時間 5 8分鐘。 敏化： WX-1038F敏化劑；配比 12加水；溫度30 35 ；時間 5 8分鐘。 退膜： WX-1038E退膜劑；配比 12加水；溫度86 95 ；時間 5 8分鐘。 沉積鍍液：a：化學(xué)鍍多元合金鍍液；配比 AB水=117，C為補加液；水為去離子水。b：納米石墨乳液； WX-818-4，每升工作鍍液加11克，用氨水或檸檬酸調(diào)PH值到4.6 4.8，溫度75 85 ，每小時沉積厚度10微米。 工作鍍液的控制：鍍液的最佳工作狀態(tài)在N1=8.2 9.6，N2=38 45，當(dāng)N18.2時補加A液，補加量為VA=1.782%（9.6-N1）V；當(dāng)N238時補加C液，補加量為VC=0.208%（45-N2）V；V為工作液的總?cè)莘e，N1、N2為實際測定值。,返回,8. N1、N2為實際測定：,將工作液攪拌均勻后，取5毫升置入300毫升錐形瓶中,滴入2mlHCL，再滴入30%的雙氧水2ml搖勻，并煮至近干，加入100ml蒸餾水，再加入2ml三乙醇銨，再加入12ml氨水，再倒入少許紫尿酸銨，用0.05N EDTA二鈉滴定至紫色為終點，此時所消耗0.05N EDTA二鈉的毫升數(shù)即為N1的點數(shù)。 再取10毫升工作液于100毫升置入100毫升容量瓶中，加純水稀釋至刻度搖勻，再吸取此液10毫升置于300毫升錐形瓶中,加入0.02mol/L硫酸高鐵銨溶液40毫升、純水50毫升、1mol/L鹽酸10毫升，煮沸10分鐘后再補加1mol/L鹽酸10毫升，流水冷卻，加亞鐵靈2滴，用硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至無色為終點。此時所消耗硫酸鈰的毫升數(shù)即為N2的點數(shù)。 9. 納米石墨鍍液的控制： 用手持式折射儀測試，N=6 6.5， 當(dāng)N6時，補加納米石墨乳液，當(dāng)N6時，補加水份。,返回,納米石墨與多元合金鍍層厚度、硬度與附著力測試,將鍍好的零件或試樣，切割鑲嵌后拋光，在用硝酸乙醇腐蝕后，放在600倍金相測厚儀下測量，所得厚度如下表： 將厚度為20微米左右的試樣，用100克的載荷直接打在鍍層上，所得HV硬度值為: 再用1000克載荷直接打在鍍層與金屬基體界相上，觀察鍍層與基體不剝離為合格，相當(dāng)于界相每平方厘米能承受13噸的載荷。,返回,鍍層厚度附著力測試金相照片,零部件表面不平整的鍍層，打HV硬度的壓痕,用1000克載荷直接打在鍍層上的結(jié)合相,返回,納米石墨與金屬合金復(fù)合沉積晶胞組織結(jié)構(gòu),在復(fù)合沉積的過程中，納米石墨與金屬合金共同形成晶胞，由晶胞構(gòu)成鍍層,晶胞內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)在原子力顯微鏡下觀察，納米石墨與多元合金復(fù)合體如下圖。,返回,摩擦、磨損對比實驗,實驗試樣： 標(biāo)準(zhǔn)摩擦、磨損環(huán)塊試樣，材料為45號鋼，硬度（HRC）45度。 試樣分組： A組為標(biāo)準(zhǔn)試樣，B組為標(biāo)準(zhǔn)試樣表面再沉積一層10微米厚度的納米石墨與合金的復(fù)合層。 試驗設(shè)備： 濟南益華摩擦學(xué)測試技術(shù)有限公司生產(chǎn)的MMS-2A數(shù)字式摩擦磨損實驗機。 摩擦方式： 干摩擦（將試驗的所有試樣，泡在無水乙醇中30分鐘后，取出晾干。）滾動和滑動復(fù)合摩擦。 1軸轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘，2軸轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘，均為主動軸。,返回,2軸,1軸,返回,試驗力，摩擦系數(shù)與時間曲線,A組曲線圖,B組曲線圖,返回,摩擦力矩、摩擦系數(shù)與時間曲線,A組曲線圖,返回,B組曲線圖,曲線分析,在A組和B組試驗曲線中取二點NA、NB，在WA、WB，該點的數(shù)據(jù)如下表所示,返回,在N、W點B組與A組的摩擦力矩、摩擦系數(shù)、摩擦功數(shù)據(jù)降低率,從上述表中看出B組比A組摩擦功的損耗降低25 34%,返回,B組與A組承受載菏能力與延長磨損時間增長率,我們拋開試驗力的影響，B組比A組延長零部件的磨損壽命42.46%，若按試驗力的影響計算，延長磨損壽命遠遠大于42.46%。承受載菏能力B組比A組增加68.67%。,返回,噪音對比實驗,此項實驗委托江蘇溧陽齒輪廠測試，試驗樣品為盆角齒，沉積后的樣品與沒有沉積的樣品其噪音降低5 7個分貝。,返回,防腐性能測試,實驗方法：中性鹽霧試驗 實驗標(biāo)準(zhǔn)：ASTM B-117 試樣樣品：桑塔納變速箱器二檔齒 實驗布驟：將沉積10微米納米石墨復(fù)合合金的二檔齒 與普通二檔齒，同時放入無水乙醇中30分鐘，取出涼干后，再同時浸入美孚潤滑油中10分鐘，取出放置24小時后，進入鹽霧試驗箱，以出現(xiàn)銹斑時間（7級）為標(biāo)準(zhǔn)。 測試結(jié)果：經(jīng)過納米石墨復(fù)合合金處理的二檔齒，鹽霧試驗達到122小時，普通未經(jīng)處理的二檔齒，鹽霧試驗只有13小時。由此可見，經(jīng)過納米石墨復(fù)合合金處理的二檔齒其防腐性能提高達838.46%。,返回,汽車零部件表面化學(xué)沉積處理圖片,返回,結(jié)束語,運用納米石墨與金屬合金的化學(xué)沉積對汽車零部件進行表面改性，完全可以降低零部件表面的摩擦系數(shù)，實現(xiàn)減磨自潤滑和降低噪音的目的，極大地提高了零部件的使用壽命，提高了零部件的承受載荷性能和防腐蝕性能，本工藝已經(jīng)在榮威汽車變速器上和意大利菲亞特汽車軸承上得到應(yīng)用。但還有更多的工作和試驗要做，比如，變速器所有的零部件都進行沉積處理后，是否可以減少輸出功率的損失，從而達到降低油耗，提高功率的目的。 總之，提高國產(chǎn)汽車零部件的品質(zhì)，是一項長期的工作，還需要我們大家的共同努力。,返回,