[01063613]汽车连接器及其模具纳米复合表面处理关键技术应用

(一)任务来源： 该项目是在2013年河南省教育厅高校重点科研项目：nano-ZrO₂-Y₂O₃/Ni纳米复合镀层的制备及组织性能研究(项目编号：13B430105)基础上，根据汽车连接器及其模具表面处理技术中存在的问题，同时结合纳米技术与复合材料的发展，开展了汽车连接器及其模具纳米复合表面处理关键技术研究及应用。 (二)研究内容： 该研究属汽车端子及其模具的表面处理领域。纳米复合镀是近年来快速发展起来的新型表面改性技术，由此制备的复合镀层具有优异的耐磨、自润滑、耐蚀和抗高温氧化等性能，其研究和应用受到了材料表面技术领域的普遍关注。在高温、高压、高速及腐蚀介质等条件下工作的零件(如塑料模具)，其材料的破坏往往从表面开始，传统模具材料在工作过程中极易出现磨损严重，易腐蚀和抗高温性能差的问题，常因过早失效而重新制模，生产成本较高；同时针对汽车端子表面锡镀层硬度低、耐磨性差等导致的端子防护能力差以及电镀端子的插拔力大等问题，开展了如下研究工作： 1、锡铜碳纳米管复合镀层的制备与性能研究； 2、纳米ZrO₂颗粒和纳米Y₂O₃颗粒在镍镀液中的解团聚处理工艺； 3、纳米颗粒添加量对Ni/ZrO₂复合镀层和Ni/Y₂O₃复合镀层组织和性能的影响规律； 4、磁控溅射法在钢表面制备类金刚石(DLC)膜的研究。 (三)成果的创造性、先进性： 1、研究了汽车端子低插拔力锡铜碳纳米管复合镀层表面处理技术，采用柠檬酸及酒石酸与铜的络合实现了锡与铜的共沉积，增加了锡镀层的硬度，降低了汽车端子镀层的插拔力； 2、碳纳米管预先在镀锡分散剂十二烷基磺酸钠中超声波分散，实现了碳纳米管与锡、铜的共沉积，提高了汽车端子镀层的自润滑能力和导电性，降低了插拔力，提升了镀层的综合防护性能； 3、采用0.5微米锡铜碳纳米复合镀层代替了传统的0.5微米铜镀层+2微米锡镀层，在减少工序、降低成本的情况下解决了锌扩散导致镀层变色的问题； 4、采用复合电刷镀工艺，以纳米ZrO₂和纳米Y₂O₃颗粒为增强相，在常温下制备了Ni/ZrO₂纳米复合刷镀层和Ni/Y₂O₃纳米复合刷镀层，研究了纳米ZrO₂和Y₂O₃颗粒在镍镀液中的分散方法，以及此两种纳米颗粒的加入对镍镀层组织和性能的影响，以解决模具表面耐磨、耐蚀及高温性能差等问题； 5、采用磁控溅射法在负偏压100V时功率8kW以及功率5kW时负偏压120V，所制备的DLC膜具有较小的摩擦系数和稳定的抗磨损性能。