影响化学镀镍层耐磨性的因素

磨损指的是接触表面的机械损坏,可分为黏着磨损和摩擦磨损。黏着磨损是指咬合表面的黏合引起的磨损。没有任何实际表面能达到原子级光滑,总是凸凹不平,存在着高峰和低谷。当两个表面被放在一起时,接触的部分主要是那些高峰,只占总面积的一小部分。向两个接触零件提供相当轻的载荷就能产生很大的压强。一个表面相对于另一表面的水平运动可以除去高峰上的氧化物或其他表面污物。这样,两个干净表面之间紧密结合,即黏合的条件存在了。当接触面上的两种金属性能比较接近且彼此互溶时,黏合增强。横向运动可再次切断黏合。如果切断面不在原黏合处,则一部分物质从这一面黏到另一面上。这样导致的重量损失为黏着磨损,也有可能在原黏合处的两面切断产生了微粒。这些微粒与来自其他地方的微粒一样,能磨掉表面,引起第二类磨损即摩擦磨损。使表面坚硬光滑可将摩擦磨损降低。表面硬化和润滑可降低薪合磨损。如果在压力下接触面大部分都紧密连接,咬合面会咬死或黏结,导致严重破坏。选择不相似的咬合材料有助于避免黏合。

黏着磨损与摩擦磨损都与表面硬度有关。表面硬度指示了塑性变形的高峰的大小。硬度越高,变形高峰越小,所以紧密接触少,黏合与摩擦磨损也就少。坚硬的表面在原始黏合处发生断开的可能性小,磨损少。接触面的抛光也能减少磨损,因为接触面积变大,产生导致黏着的紧密接触的压强变小了。

润滑剂的作用是通过阻止紧密接触而降低摩擦和磨损。当化学镀镍层中复合了诸如氧化物、碳化物和金刚石的坚硬粒子时,这些粒子构成了主要接触面。由于这些粒子不太可能黏合,所以减少了黏合磨损。然而,如果复合粒子被拉出镀层表面,将引起摩擦磨损。复合PTFE总是会涂满接触表面,将通过阻止黏着和紧密接触而降低磨损。

影响化学镀镍层耐磨性的因素有很多:镀层的硬度、塑性、表面粗糙度、与基体结合力、基体硬度、镀层与和镀层接触的物体的相似性、热处理等。镀层的表面粗糙度直接影响其摩擦因数。如前所述,化学镀镍的一大优点就在于镀层均匀。在基体良好抛光的前提下可获得表面粗糙度很低的镀层,摩擦因数小,耐磨性较高。对于耐磨性镀层来说,镀层与基体的良好结合力是必不可少的。对基体硬度也有一定要求:硬基体能为化学镀镍层提供更好的支持;而在软基体(如铝)上的硬度层(如化学镀镍层)就很容易被硬而粗糙的接触面破坏,甚至穿透。

在选择耐磨性镀层时,其硬度及摩擦因数是两个重要的指标。

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