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1、納米石墨化學沉積技術在汽車零部件表面上的應用,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 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合沉積晶胞組織結構 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沉積處理圖片 結束語,摘 要,納米石墨與金屬合金在汽車零部件表面進行化學沉積，實現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,關鍵詞,納米石墨 汽車零部件 化學
2、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界所關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生較大的噪音。雖然現有工藝可以解決部分缺陷，如熱處理、化學熱處理、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
3、汽車零部件上的沉積技術,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;
4、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N18.2時補加A液，補加量為VA=1.782%（9.6-N1）V；當N238時補加C液，補加
5、量為VC=0.208%（45-N2）V；V為工作液的總容積，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二鈉的毫升數即為N1的點數。 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
6、、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，用硫酸鈰標準溶液滴定至無色為終點。此時所消耗硫酸鈰的毫升數即為N2的點數。 9. 納米石墨鍍液的控制： 用手持式折射儀測試，N=6 6.5， 當N6時，補加納米石墨乳液，當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
7、，相當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合相,返回,納米石墨與金屬合金復合沉積晶胞組織結構,在復合沉積的過程中，納米石墨與金屬合金共同形成晶胞，由晶胞構成鍍層,晶胞內部組織結構在原子力顯微鏡下觀察，納米石墨與多元合金復合體如下圖。,返回,摩擦、磨損對比實驗,實驗試樣： 標準摩擦、磨損環(huán)塊試樣，材料為45號鋼，硬度（HRC）45度。 試樣分組： A組為標準試樣，B組為標準試樣表面再沉積一層10微米厚度的納米石墨與合金的復合層。 試驗設備： 濟南益華摩擦學測試技術有限公司生產的MMS-
8、2A數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。）滾動和滑動復合摩擦。 1軸轉速為200轉/分鐘，2軸轉速為160轉/分鐘，均為主動軸。,返回,2軸,1軸,返回,試驗力，摩擦系數與時間曲線,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，該點的數據如下表所示,返回,在N、W點B組與A組的摩擦力矩、摩擦系數、摩擦功數據降低率,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
9、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 實驗標準：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，以出現銹斑時間（7級）為標準。 測試結果：
10、經過納米石墨復合合金處理的二檔齒，鹽霧試驗達到122小時，普通未經處理的二檔齒，鹽霧試驗只有13小時。由此可見，經過納米石墨復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沉積處理圖片,返回,結束語,運用納米石墨與金屬合金的化學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，實現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，本工藝已經在榮威汽車變速器上和意大利菲亞特汽車軸承上得到應用。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，提高國產汽車零部件的品質，是一項長期的工作，還需要我們大家的共同努力。,返回,
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