[发明专利]一种多功能防护层的制备方法

说明书

一种多功能防护层的制备方法，首先在基材表面进行镀镍处理形成镀镍层，然后在镀镍层表面制备氟聚合物微粒层。镀镍处理与制备氟聚合物微粒层交替重复，直到满足要求的厚度为止。本发明多功能防护层的制备方法通过在基材上进行镀镍处理和制备非连续的氟聚合物微粒层，其防护层厚度范围为10~40μm，显微硬度达250~500HV，腐蚀评级为8~10级，滑动摩擦系数达0.15~0.25，同时具有耐磨、耐蚀且自润滑的多功能特性。

技术领域

本发明涉及一种材料表面的防护层制备方法，特别涉及一种多功能防护层的制备方法。

背景技术

随着设计与制造工艺的不断发展，在现代民用及军事工业领域，各行业装备或产品的各种运动机构、旋转机构、连接构件如活塞、阀体、导轨等，对其表面的耐磨、耐蚀、无油自润滑性能提出较高的要求，单一材料很难满足产品的设计使用要求，严重制约了产品设计性能的发挥及运行过程的可靠性，已成为影响产品使用性能的关键因素之一。目前耐磨、耐蚀、自润滑等的技术研究十分普遍，耐磨涂镀层如钢铁材料的镀硬铬、碳氮渗层、气相沉积层或等离子喷涂层、轻金属的硬质阳极氧化层或微弧阳极氧化层等；耐蚀性涂层如各种耐海水漆、重防腐涂料涂层等；自润滑涂层如二硫化钼涂层、氟聚合物涂层等，它们在某些方面都具有突出的性能。但是，随着科学技术的进步，很多设备的构件或部件都需要在复杂条件下使用，如在真空、无油、耐磨、耐蚀环境中工作的运动构件等，因此，功能单一的防护层很难满足其使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能防护层的制备方法，解决现有防护层功能单一的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种多功能防护层的制备方法，首先在基材表面进行镀镍处理形成镀镍层，然后在镀镍层表面制备氟聚合物微粒层。由于镀镍层具有硬度高、耐蚀性好的特点，氟聚合物化学性能稳定且耐蚀性好、摩擦系数小，因此，本发明以镀镍层为基材层，在镀镍层上面再制备氟聚合物微粒层，使防护层同时具有耐磨、耐蚀和自润滑多种功能。

为了满足对防护层不同厚度的要求，镀镍处理与制备氟聚合物微粒层交替重复，直到防护层厚度达到要求为止。

由于化学镀镍层厚度均匀，性能稳定，且具有可焊性以及结合力好等优点，因此，上述镀镍处理优选采用化学镀镍。

本发明根据不同零部件的结构不同，制备氟聚合物微粒层可以分别采用电解法或喷涂法或物理气相沉积法。电解法适合结构复杂的零部件，能够在复杂的零部件表面制备出比较均匀的氟聚合物微粒层；喷涂法适用于易进行喷涂施工的零部件；物理气相沉积法适合外形比较简单的小型零部件。

电解法和喷涂法均采用氟聚合物分散液，电解法采用的氟聚合物分散液的浓度为0.1-50g/L。该浓度范围内，聚合物含量比较低，在分散液中表面较少发生物理吸附，有利于采用电解法在化学镀镍层表面通过电化学作用制备出分散均匀的氟聚合物微粒层。喷涂法采用的氟聚合物分散液的浓度为5-250g/L。通过试验发现，在该浓度范围内，通过对喷枪进料量、进气量的控制，在化学镀镍层表面制备出的氟聚合物微粒层中氟聚合物微粒分散性好，分散均匀。

物理气相沉积法采用氟聚合物粉末、粒料或其它形式的氟聚合物产品。

活化处理包括对镀镍层的活化处理和对氟聚合物微粒层的活化处理。

对化学镀镍层进行活化处理的目的是为了后续在镀镍层表面制备氟聚合物微粒，通过对镀镍层表面进行活化处理，可以提高氟聚合物微粒分布的均匀性，进而提高氟聚合物微粒层与镀镍层的结合力。

对镀镍层的活化处理为电化学活化处理或化学活化处理。通过电化学活化处理或化学活化处理可以使镀镍层表面发生选择性溶解，增强镀镍层表面微观的不均匀性，有利于后序氟聚合物微粒层的制备，并能提高氟聚合物微粒层与镀镍层的结合力。