《汽车连接器及其模具纳米复合表面处理关键技术应用》

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(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。

成果说明

汽车连接器及其模具纳米复合表面处理关键技术在河南天海电器有限公司电镀汽车连接器铜带生产中得以应用,发现该技术成本低,性能稳定可靠,能够实现批量生产和应用,并取得了一定的经济效益。 鹤壁市正华有色金属有限公司应用汽车连接器纳米复合表面处理关键技术中的电镀技术,在汽车连接器生产中发现该技术性能稳定可靠,能够降低汽车连接器的插拔力及电镀成本,镀层耐蚀性良好,已批量生产应用,取得了较好的经济效益。 该技术研究成果论文被同行学者引用7次。

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