机械密封动环表面化学复合镀Ni-P―PTFE膜的制备工艺及摩擦性能

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The Preparation and Frictional Performance of ElectrolessNi-P-PTFE Composite Coatings on Mechanical SealsLin Ping Dai Xianghua Dong Guangneng(Key Laboratory of Education Ministry for Modem Design and Rotor-Bearing System，Xian Jiaotong University，Xian Shaanxi 710049，China)Abstract：In order to improve the antiwear performance of the moving rings of mechanical seals，electroless Ni-P-PTFEcomposite coating was prepared on the seal face of high speed steel moving ring，and the optimum plating process was stud-ied.The surface morphology of Ni-P- FE composite coating was observed with SEM.and the dry tribological behaviomwere evaluated with a pin-on-disc tester using impregnated graphite as counterpart.The results indicate that there is largenumber of PTFE particulates are wrapped up in the skeleton of Ni-P in the Ni-P-PTFE composite coating.Ni-P-PTFE com-posite coating has low friction coeficient at the initial stage，which Cal effectively reduce the startup moment of the me-chanical seals.The average friction coefficient of Ni-P- FE composite coating is low and steady.indicating good self-lu-brieant effect of the coating。

Keywords：mechanical seal；electroless plating；friction coefficient机械端面动密封是流体机械中应用最广泛的-种接触式密封，密封时动环与静环的端面在弹簧预紧力作用下贴合构成摩擦副。对于频繁启停的机械密封，摩擦副在启停机阶段常处于干摩擦状态，产生较大的摩擦力和摩擦力矩，导致剧烈磨损 J∠高的启动力矩会引起启妥段的冲击振动，导致较大的磨损而使机械密封过早失效。在机械密封工作过程中，因介质参与，密封面除了摩擦磨损还会发生腐蚀、疲劳基金项目：国家973计划资助项目 (2009CB724206)。

收稿 日期 ：2012-10-10作者简介：林平 (1987-)，男，硕士研究生，研究方向为生物摩擦学 .E-mail：linping2012###stu.xjtu.edu.Oil。

通讯作者：董光能 (1965-)，男，教授，博士生导师，研究方向为重大装备的润滑优化与设计，先进纳米膜的制造，表面工程等.E·mail：donggn###mail.xjtu.edu.cn。

等，严重影响密封的服役寿命和机械系统运转的可靠性 。

低温发动机涡轮泵的机械密封配副材料常为浸渍石墨静环与钢质动环等〓渍石墨与钢配副的摩擦磨损性能常受到浸渍石墨 的配方和浸渍工艺 的强烈影响，表现出启动力矩大、摩擦因数的强时变性 。为了改善机械密封动环表面的耐磨性，常常采用特殊的密封端面材料或者表面处理方法。在机械密封端面上堆焊硬质合金，优点是硬度高，耐磨性、耐温性及耐腐蚀好，缺点是易产生气孔及夹渣和表面硬度不均匀 。在机械密封动环密封面上设置氧化铝陶瓷，硬度很高及耐磨性好，缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。 。填充聚四氟乙烯 (PTFE)密封材料密封件具有优良的化学稳定性能、耐高低温及耐化学腐蚀性能，并具有极低的摩擦因数，缺点是机械强度较2013年第 4期 林 平等：机械密封动环表面化学复合镀 Ni-P.PTFE膜的制备工艺及摩擦性能 19低，且易受热变形 。化学镀镍磷合金具有较高的耐蚀性、耐磨性和可焊性，镀层厚度均匀 ，可镀覆复杂零件，在电子、计算机、航空航天、化工、医疗等行业中得到广泛应用 。在化学镀液中加入 FE粒子使其分散沉积在镍磷合金层中可赋予镀层 自润滑性。研究表明，材料表面化学镀 Ni.P-PTFE复合膜可以获得优良的机械性能与自润滑性能 。

为了改善浸渍石墨与高速钢的摩擦磨损行为，本文作者在高速钢表面化学镀Ni.P.P，rFE复合膜。探讨了高速钢基体表面Ni-P- FE复合膜的制备工艺，研究了Ni-P-PTFE复合膜的性能，探讨了石墨与 Ni-PFE复合膜在不同 值条件下的摩擦性能。

1 实验部分1.1 实验试剂实验 中所 用的试剂 主要有：NiSO ·6H O，NaH PO ·H：0，CH，COONa，乳酸，丙酸，琥珀酸，Pb(Ac)：·3H O， FE乳液 (平均粒径0.2 m)，N.