陈波，彭倚天*

（东华大学机械工程学院，上海 201620）

目前，提高不锈钢表面摩擦学性能的表面技术主要有物理气相沉积、化学气相沉积、激光表面处理等。但这些技术往往成本高，需要专用设备以及特定的操作环境，限制因素多，只能应用于经济效益好的零部件。复合电镀是通过电沉积使不溶性微粒与金属离子实现共沉积而得到复合镀层的技术。该法在保持金属镀层原有性能的前提下，借助第二相微粒使镀层性能得到强化，并且获得微粒的其他性能。镀铬层由于具有硬度高[1]、耐磨[2-3]、耐蚀[4]以及装饰功能[5]，已经被广泛用作汽车制造、航天、航海等领域机械零部件的表面强化层。

石墨烯具有超润滑性能和室温量子霍尔效应，热导率高[5 000 W/(m·K)]，比表面积大(理论上可达到2 630 m2/g)，杨氏模量高(1 000 GPa)，已逐渐被应用于复合电镀领域[6-10]。Algul等[11]发现，通过复合电镀引入石墨烯，可以显著提高镍镀层的摩擦学性能。Kumar等[12]发现，采用电镀制备的镍-石墨烯复合镀层的硬度比纯镍镀层高，并将该现象归因于石墨烯对镀层的强化作用。石墨烯虽然在复合电镀领域的应用中日趋广泛，但是未见有将其与六价铬进行复合电镀的报道。

本文以420不锈钢作为基体电镀制备铬-石墨烯复合镀层，并研究了电镀时的温度和电流密度对复合镀层的显微硬度与摩擦磨损行为的影响。

1 实验

1.1 预处理

以70 mm × 15 mm × 2.5 mm的420不锈钢板为基底，其显微硬度约为485 HV。预处理流程如下：砂纸打磨→去离子水清洗→丙酮超声波除油(10 min)→无水乙醇超声波除油(10 min)→去离子水超声清洗(10 min)→6%(质量分数)盐酸活化(2 min)→去离子水清洗。……