活塞表面Ni−P−SiC复合镀层的电沉积及性能表征

黄嘉乐，陈德馨, ，王启伟, ，王文宇，张保国，朱胜，李卫

（1.暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院，广东 广州 510632；2.陆军装甲兵学院再制造技术国家重点实验室，北京 100072；3.科技部科技评估中心，北京 100081）

电镀铬镀层因其有着光洁度好、硬度高、耐磨耐蚀性强等优势，在车辆、钢铁冶炼中大量应用，如轧辊、汽车活塞[1]、一般的五金工具等，但随之而来的环境问题日益突出，电镀铬生产所产生的六价铬漂洗废液严重污染了环境。开发可替代电镀铬的绿色表面处理技术迫在眉睫[2-5]。

复合电沉积技术可制备密度高、孔隙率小、耐蚀性强、耐磨性好的镀层，具有可精确控制、低能耗、均匀沉积、低成本、易重现、多功能、高生产率等优点[6-7]。常用的碳化硅类复合电镀主要有Ni−SiC[8-10]、Cu−SiC[11]、Zn−SiC[12]等二元体系以及Ni−P−SiC[13]、Ni−Co−SiC、Ni−B−SiC等三元或多元体系。Ni−SiC类复合镀层由于其成本低，且具有优异的耐磨性，因此被广泛应用于汽车活塞、缸套等领域，替代传统的硬铬镀层。

Ni−P合金镀层中因含磷而能够有效降低镀件的摩擦因数，提高其抗疲劳磨损和抗机械磨损的能力，延长工件的使用寿命[14]。纳米SiC有四大特性──优良的力学性能、抗氧化、高抗磨损性和低摩擦因数。在Ni−P合金镀层的基础上加入改性过后的SiC颗粒，可使镀层的耐磨耐蚀性能达到或超越硬铬镀层的水平。电沉积Ni−P−SiC镀层具有高的硬度、耐磨性和耐蚀性，有望应用于车辆船舰、钢铁冶金、电子机械、能源化工等领域[15]。本文采用经过改性的纳米SiC颗粒在活塞基体上制备Ni−P−SiC复合镀层，并对其形貌、硬度和耐磨性进行表征。……