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1946年Brenner和Riddell提出化学镀方法以来,化学镀技术已经在工业中获得广泛应用。化学镀镍硼合金涂层已被用于改善不锈钢、铝以及镁合金等基体的耐蚀及其摩擦学性能,但目前关于在碳钢上沉积Ni-B涂层的结构及性能等方面的研究报道还比较少,此外,以往的研究大多关注Ni-B涂层在干摩擦条件下的摩擦学性能,鉴于Ni-B涂层表现出良好的耐蚀性能,有必要开展Ni-B涂层在水腐蚀特别是盐水腐蚀条件下的摩擦学性能的研究。本文以45#钢作为基体,采用化学镀技术在45#钢表面构筑镍硼涂层,较为系统的研究了制备条件及热处理对Ni-B涂层表面形貌、晶相结构及耐蚀性能的影响,重点研究了Ni-B涂层在盐水腐蚀条件下的摩擦学性能。同时采用提拉浸涂法,化学刻蚀技术和自组装技术对镍硼涂层进行表面修饰,得到了减摩性能良好的Ni-B/PTFE复合薄膜和高疏水Ni-B涂层硬脂酸薄膜,并对其摩擦学性能进行了研究。研究结果如下:(1)45#钢表面化学镀Ni-B涂层的晶相结构及表面形貌与涂层沉积速度有关,当沉积速度较低时,45#钢表面化学镀Ni-B涂层呈现“花瓣”结构,为非晶态,对45#钢具有良好的腐蚀保护作用,同时,在干摩擦、水腐蚀和3.5%NaCl水溶液腐蚀下,Ni-B涂层具有明显的减摩耐磨性能,其磨损机制主要以粘着磨损为主。(2)热处理可明显影响Ni-B涂层表面的晶相组织和摩擦学特性。当热处理温度达到400℃时,Ni-B涂层表面生成Ni2B和Ni3B等晶相组织,表面硬度增大,且耐磨性能得到了显著的提高,但其摩擦系数却增大了近75%。当热处理温度达到550℃,尽管XRD分析表明其晶相组织中仍有Ni2B和Ni3B等晶体结构,同时还检测到了Ni4B3晶相,但是SEM发现,涂层出现较为严重的破坏,耐磨性能也急剧下降。(3)采用提拉法在Ni-B涂层表面涂覆PTFE固体润滑涂层,可大幅度改善Ni-B涂层的润湿性能和摩擦学性能。以60%PTFE乳液制备的Ni-B/PTFE复合涂层表面静态接触角达到129°,具有良好的耐蚀性能,干摩擦条件下摩擦因数长时间稳定在0.08左右,而在3.5%NaCl水溶液条件下的摩擦因数可进一步低至0.04。(4)采用自组装技术在Ni-B涂层表面涂覆硬脂酸薄膜,发现Ni-B涂层经过盐酸刻蚀后沉积硬脂酸薄膜,得到的表面对水的静态接触角为147°,滚动角为18°,呈现高疏水性,同时表现出良好的减摩耐磨特性。