化學(xué)鍍非晶Ni-P合金鍍層耐蝕性研究

呂逍，張罡

(沈陽(yáng)理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110159)

摘要:采用化學(xué)鍍方法在碳鋼上沉積非晶Ni-P合金鍍層(10.90wt.%)，考察Ni-P合金結(jié)構(gòu)、性能及熱處理溫度對(duì)耐蝕性的影響。結(jié)果表明:在10%HCl溶液中，非晶Ni-P鍍層具有較好的耐蝕性;熱處理影響鍍層的耐蝕性，非晶Ni-P鍍層經(jīng)200℃熱處理后，可使耐蝕性能提高37%，熱處理溫度達(dá)到300℃和400℃時(shí)，鍍層分別出現(xiàn)亞穩(wěn)相和穩(wěn)定相，耐蝕性能降低，但耐蝕性仍優(yōu)于鍍態(tài)Ni-P鍍層。

關(guān)鍵詞:化學(xué)鍍;Ni-P合金;非晶;熱處理;耐蝕性

中圖分類號(hào):TQ153.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1003-1251(2013)01-0011-03

碳鋼表面硬度較低，并且耐蝕性較差，使其應(yīng)用受到了制約。如何解決這一問(wèn)題，一直受到人們的關(guān)注。由于化學(xué)鍍Ni-P鍍層具有厚度均勻、結(jié)合牢固、較高的硬度﹑較好的耐磨和耐腐蝕性等特點(diǎn)[1-2]，因此對(duì)碳鋼進(jìn)行化學(xué)鍍處理，可有效地解決腐蝕問(wèn)題，達(dá)到延長(zhǎng)零件使用壽命的目的[3]。梁婷等[4]通過(guò)靜態(tài)浸泡法以及電化學(xué)的方法，發(fā)現(xiàn)基體施加了化學(xué)鍍層后，與未施加化學(xué)鍍層相比，具有很小的腐蝕電流。王霞等[5]對(duì)化學(xué)鍍Ni-P合金的耐蝕機(jī)理進(jìn)行了探討，并提出了提高Ni-P合金耐蝕性能的優(yōu)化工藝。李雪松等[6]研究了熱處理溫度對(duì)含磷量8.3%的Ni-P鍍層耐蝕性的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)200℃熱處理，可改善鍍層的耐蝕性;溫度高于300℃后，鍍層的耐蝕性下降。宋玉強(qiáng)等[7]發(fā)現(xiàn)含磷量5.6%的Ni-P鍍層耐蝕性隨熱處理溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢(shì)。熱處理能夠提高鍍層的耐蝕性，但熱處理前后鍍層的耐蝕性變化規(guī)律，很多研究給出了不一致結(jié)論[6-8]。熱處理對(duì)Ni-P鍍層耐蝕性產(chǎn)生不同的影響，是因?yàn)殄儗拥男阅苤饕Q于鍍層的成分和結(jié)構(gòu)[8]。本文在碳鋼上進(jìn)行化學(xué)鍍沉積Ni-P合金，對(duì)鍍層的耐蝕性進(jìn)行研究，并通過(guò)對(duì)Ni-P鍍層進(jìn)行后續(xù)的熱處理，進(jìn)一步探究熱處理溫度對(duì)Ni-P鍍層的結(jié)構(gòu)及耐蝕性的影響。

1·試驗(yàn)

本試驗(yàn)選用45號(hào)鋼為基體材料(10mm×5mm×1mm)，基體經(jīng)去油、除銹、活化后放入鍍槽中，鍍液組分及施鍍條件如表1所示。鍍液裝載量為1dm2/L。

將化學(xué)鍍后獲得的Ni-P鍍層放入熱處理爐中，分別進(jìn)行200℃、300℃、400℃熱處理，保溫30min后，隨爐冷卻至室溫。

采用X射線衍射儀對(duì)相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析;掃描電子顯微鏡對(duì)鍍層表面形貌進(jìn)行觀察;能譜儀對(duì)成分進(jìn)行分析;采用MF-300型顯微硬度儀對(duì)不同熱處理?xiàng)l件下的試樣進(jìn)行顯微硬度測(cè)試，每個(gè)試樣上打5個(gè)點(diǎn)，取五個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為樣品的硬度值;采用失重法計(jì)算鍍層的腐蝕速率，即將樣品在腐蝕前稱重，然后放在腐蝕介質(zhì)(10%鹽酸溶液)中浸泡，每隔1h從燒杯中取出，用蒸餾水沖洗并吹干，用精密電子天平稱重，記錄質(zhì)量變化，計(jì)算腐蝕率。