Cr–C/h-BN自润滑复合镀层的制备与摩擦学性能

沈玲莉 ，陆宝山，季业益，关集俱

（1.苏州工业职业技术学院机电工程系，江苏 苏州 215104；2.苏州工业职业技术学院精密制造工程系，江苏 苏州 215104）

随着人们环保意识的增强，各类工业产品中的有害物质纷纷被限制或禁用[1-3]。功能性电镀六价硬铬镀层因具有高硬度(700～1 000 HV)、耐腐蚀、鲜艳的光泽及低廉的价格等优点，常应用于要求高耐磨性的摩擦机件表面，如纺织机械零组件、引擎的曲柄轴、汽缸活塞、塑料模具、电子封装模具等表面处理中，其厚度约为2.5～250 μm[4-6]。但由于六价硬铬溶液对环境具有严重的污染性，对人体也有致癌性，欧美发达国家均限制其应用，并努力寻求六价硬铬溶液及其制备工艺的替代方案，其中最有潜力的就是三价铬溶液(一种尚未被管制的化学试剂)，已在工业中推广应用。三价铬镀膜的耐蚀性与六价铬镀膜相当，但三价铬镀膜工艺具有低毒性、常温制程、制备过程不易产生毒铬雾及废水处理容易等显著优点[7-9]，引起国内外科研工作者的极大兴趣和高度重视。

虽然Cr镀层具有良好的化学稳定性、很高的硬度和较低的摩擦因数，但其表面常存在大量网状裂纹，影响其作为功能性镀层应用时的耐蚀性。此外，Cr镀层的硬度会随着温度的升高而下降，限制了铬镀层的使用环境和寿命[10]。为了改善Cr镀层的性能，拓展Cr镀层的应用范围，Cr–C镀层应运而生。现有研究表明，Cr–C镀层在结构上长程无序、短程有序，内部不存在位错、孪晶、晶界等缺陷，结构上的特殊性决定了Cr–C镀层具有更强的高温耐蚀性和机械强度，在工业中具有更广阔的应用前景[11]。……