一、不銹鋼化學鎳鎢磷合金層(ceng)能提(ti)高其硬度和耐(nai)磨性


  不銹鋼由于硬度較低(200~250HV),耐磨性較差,在不銹鋼制品表面化學鍍鎳形成的非晶鍍層,在保持不銹鋼原有光澤度的前提下,能提高表面硬度,鎳磷鍍層表面硬度能提高1倍多(約500HV多),而鎳鎢磷鍍層表面硬度能提高2倍多(約700HV)。



二、不銹鋼上(shang)化學(xue)鍍(du)鎳鎢磷的(de)前處理


試樣采用316L不銹鋼的前處理。


1. 手工(gong)去除機(ji)械加工(gong)時留下的(de)污物。


2. 順逆(ni)流2次冷(leng)水(shui)漂(piao)洗(xi),2min.


3. 堿(jian)性(xing)除油(you): 含清(qing)潔的(de)堿(jian)性(xing)脫(tuo)脂浴,70~80℃,15~20min.


4. 熱水沖洗: 70~80℃, 2min.


5. 順逆流2次(ci)冷水漂洗(xi),2min.


6. 酸洗: 鹽酸20%~40%(體積分數(shu))溶液,室(shi)溫,3~5min.


7. 冷水沖(chong)洗。


8. 活化: 硝酸15%~25%(體(ti)積(ji)分數),鹽(yan)酸25%~35%(體(ti)積(ji)分數),水 45%~55%(體(ti)積(ji)分數),60℃,15~30min.


9. 熱水(shui)沖(chong)洗: 70~80℃ 2min.


10. 分順逆流2次冷水漂洗,2min.


11. 預鍍鎳 


   工藝為:氯化鎳  200~250g/L   、 電(dian)流密度(du)  16A/d㎡  、溫(wen)(wen)度(du)    室溫(wen)(wen)  、鹽酸(37%) 120~150mL/L  、陽極  鎳板  、 時間   2~3 分(fen)鐘(zhong)



三、化學鍍(du)鎳


表 29.jpg



四、化(hua)學鍍層成分及性(xing)能(neng)


1. 兩種(zhong)化(hua)學鍍層成分


 鍍層成分見表(biao)4-30.


表 30.jpg


 鍍層成分(fen)采用(yong)能(neng)量(liang)色散譜儀(EDS)進行分(fen)析。


2. 兩種(zhong)鍍層結構


 采(cai)用Philips X'pert MPD Pro型X射線(xian)衍射儀進行(xing)分析,圖(tu)譜見圖(tu)4-18。由 圖(tu)4-18可(ke)以(yi)看出,2種鍍(du)層的(de)(de)X射線(xian)衍射圖(tu)為饅頭(tou)包狀,是典型的(de)(de)非晶(jing)態結構特征,只是Ni-WP 鍍(du)層的(de)(de)峰(feng)比(bi)Ni-P鍍(du)層的(de)(de)峰(feng)要尖(jian)銳(rui),說明Ni-W-P 鍍(du)層結構中(zhong)微晶(jing)態成分占相當(dang)一(yi)部分,分析認為這與鍍(du)層中(zhong)磷含量相對(dui)較低有關(guan)。


圖 18.jpg


3. 鍍層外(wai)觀


  試樣施鍍(du)1.5小時(shi)后,2種鍍(du)層(ceng)都較光滑,有金屬(shu)光澤,與(yu)原不銹鋼試樣的(de)表面光亮度相當。與(yu)原不銹鋼樣品(pin)相比,Ni-P鍍(du)層(ceng)的(de)顏(yan)色略發黃(huang),Ni-W-P 鍍(du)層(ceng)略帶(dai)銀白色。


4. 鍍層硬度及(ji)耐磨(mo)性


 ①. 硬度


  采(cai)用Microhardness Tester HV-1000型顯微硬度(du)儀測得各鍍層(ceng)的硬度(du)值,見表4-31 。


表 31.jpg


  由表4-31可見,化學鍍兩種(zhong)合金鍍層(ceng)Ni-P和(he)Ni-W-P鍍層(ceng)的硬度比不銹鋼(gang)的硬度分別各提(ti)高1~2倍。


 ②. 耐磨性


  耐(nai)磨性(xing)(xing)采用牛皮紙(zhi)在鍍層上單向摩擦,由于(yu)硬度提高,與不銹鋼相(xiang)比(bi),兩種化學鍍層的(de)耐(nai)磨性(xing)(xing)能和抗劃傷(shang)性(xing)(xing)能有顯(xian)著(zhu)的(de)改善。


5. 結合力


  采(cai)用ASTM B571標準中的熱淬實(shi)驗和網格實(shi)驗判定。


  ①. 熱淬(cui)實驗


  將試(shi)樣放入250℃的(de)烘箱中(zhong)(zhong)加熱(re)1h后立即(ji)放人(ren)冷水中(zhong)(zhong),測(ce)試(shi)結(jie)果顯示,兩種鍍層都未出現鼓泡或開裂現象(xiang),說明(ming)2種鍍層與(yu)基體間的(de)結(jie)合(he)力(li)可以滿(man)足ASTM標準中(zhong)(zhong)熱(re)淬實驗的(de)標準。


  ②. 網格實驗


   采用刀尖在試樣表面劃(hua)間(jian)距0.5mm的多條平(ping)行線或矩形網格(ge),刀尖劃(hua)痕深(shen)至(zhi)基(ji)體,實驗結果顯示,2種(zhong)鍍層均(jun)無開裂脫(tuo)落現象,說明鍍層與基(ji)體間(jian)的結合(he)力(li)達到(dao)ASTM標準(zhun)中網格(ge)實驗的標準(zhun)。


  不(bu)銹(xiu)鋼屬(shu)于(yu)難鍍(du)基體(ti)(ti),要獲得結(jie)合(he)力(li)(li)強的(de)(de)(de)(de)鍍(du)層(ceng),對(dui)前(qian)處理(li)而(er)言(yan),浸(jin)酸活(huo)化(hua)與預鍍(du)鎳(nie)(nie)是(shi)否成(cheng)(cheng)功是(shi)關(guan)鍵(jian)所在(zai)。浸(jin)酸活(huo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)3個因素:酸的(de)(de)(de)(de)種類、濃度(du)(du)及(ji)活(huo)化(hua)時(shi)間(jian)(jian)是(shi)否成(cheng)(cheng)功是(shi)關(guan)鍵(jian)所在(zai)。其中活(huo)化(hua)時(shi)間(jian)(jian)最難把握,時(shi)間(jian)(jian)過(guo)長,導致過(guo)腐蝕而(er)失去光澤(ze),使基體(ti)(ti)鈍(dun)化(hua)從(cong)而(er)加速氧化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)生成(cheng)(cheng)。時(shi)間(jian)(jian)過(guo)短,又難以(yi)(yi)除去附著在(zai)基體(ti)(ti)表面(mian)上的(de)(de)(de)(de)致密(mi)(mi)氧化(hua)物薄膜,從(cong)而(er)影響鍍(du)層(ceng)結(jie)合(he)力(li)(li),時(shi)間(jian)(jian)以(yi)(yi)15~30min為最佳。對(dui)預鍍(du)鎳(nie)(nie)而(er)言(yan),電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)是(shi)關(guan)鍵(jian),其值(zhi)過(guo)高(gao),生成(cheng)(cheng)結(jie)構疏松(song)發黑的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)層(ceng),其值(zhi)過(guo)低,也(ye)能有效獲得致密(mi)(mi)且附著力(li)(li)好(hao)的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)層(ceng),影響后續化(hua)學(xue)鎳(nie)(nie)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量。通(tong)過(guo)霍爾槽(cao)(cao)實驗,對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼表殼的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)值(zhi)在(zai)10~16A/d㎡之間(jian)(jian),對(dui)不(bu)同產品,其預鍍(du)鎳(nie)(nie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)都要通(tong)過(guo)霍爾槽(cao)(cao)實驗來確定。


6. 耐腐蝕性


  在(zai)3%氯化鈉溶液中,不(bu)銹(xiu)鋼、2種化學鍍(du)層的試(shi)(shi)樣在(zai)168 小(xiao)時后,用肉眼觀察3個(ge)試(shi)(shi)樣均無腐蝕現象。沒有用稱重法(fa)進(jin)行腐蝕速率的定量計算,只用肉眼進(jin)行定性判斷。