一(yi)、不(bu)銹鋼化學鎳鎢磷(lin)合金層能提高其(qi)硬(ying)度和耐磨性


  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、不銹鋼上化學鍍鎳鎢磷的前處(chu)理


試樣采用316L不(bu)銹鋼的前處理。


1. 手工去除機械加工時留下的污物。


2. 順逆流2次冷水漂洗,2min.


3. 堿(jian)性(xing)除(chu)油: 含清潔(jie)的(de)堿(jian)性(xing)脫脂浴,70~80℃,15~20min.


4. 熱水(shui)沖(chong)洗: 70~80℃, 2min.


5. 順逆流2次冷(leng)水漂(piao)洗,2min.


6. 酸洗: 鹽酸20%~40%(體積分數)溶液(ye),室溫,3~5min.


7. 冷水沖洗。


8. 活化: 硝酸(suan)(suan)15%~25%(體積(ji)(ji)分(fen)數(shu)),鹽酸(suan)(suan)25%~35%(體積(ji)(ji)分(fen)數(shu)),水(shui) 45%~55%(體積(ji)(ji)分(fen)數(shu)),60℃,15~30min.


9. 熱水沖洗: 70~80℃ 2min.


10. 分順逆流2次冷水漂(piao)洗,2min.


11. 預鍍(du)鎳(nie) 


   工藝(yi)為:氯(lv)化鎳  200~250g/L   、 電(dian)流密度  16A/d㎡  、溫(wen)(wen)度    室溫(wen)(wen)  、鹽酸(37%) 120~150mL/L  、陽(yang)極  鎳板  、 時間   2~3 分鐘



三、化(hua)學鍍鎳


表 29.jpg



四、化學鍍層成分及(ji)性能(neng)


1. 兩種化學鍍層成分(fen)


 鍍(du)層成分(fen)見表(biao)4-30.


表 30.jpg


 鍍(du)層成(cheng)分采(cai)用(yong)能量色散譜儀(EDS)進行分析。


2. 兩種(zhong)鍍層結構


 采用Philips X'pert MPD Pro型X射線衍(yan)射儀進行分(fen)析,圖(tu)(tu)譜見圖(tu)(tu)4-18。由 圖(tu)(tu)4-18可以(yi)看(kan)出,2種鍍(du)層(ceng)的X射線衍(yan)射圖(tu)(tu)為(wei)饅頭包狀,是典型的非晶態結構特征(zheng),只是Ni-WP 鍍(du)層(ceng)的峰比Ni-P鍍(du)層(ceng)的峰要尖銳,說(shuo)明Ni-W-P 鍍(du)層(ceng)結構中微(wei)晶態成分(fen)占相當一(yi)部分(fen),分(fen)析認為(wei)這與(yu)鍍(du)層(ceng)中磷含量相對較低有關。


圖 18.jpg


3. 鍍層外觀


  試樣施(shi)鍍(du)1.5小時后(hou),2種鍍(du)層都較(jiao)光(guang)滑(hua),有(you)金屬光(guang)澤,與原不銹鋼(gang)試樣的表(biao)面(mian)光(guang)亮度相當。與原不銹鋼(gang)樣品相比(bi),Ni-P鍍(du)層的顏(yan)色(se)略發(fa)黃,Ni-W-P 鍍(du)層略帶銀白色(se)。


4. 鍍層硬(ying)度(du)及耐磨性


 ①. 硬度(du)


  采用Microhardness Tester HV-1000型顯(xian)微硬(ying)度(du)儀測得各鍍層的硬(ying)度(du)值(zhi),見表4-31 。


表 31.jpg


  由表4-31可見,化學鍍(du)(du)兩種合金鍍(du)(du)層Ni-P和Ni-W-P鍍(du)(du)層的(de)硬(ying)度比(bi)不銹鋼的(de)硬(ying)度分別各(ge)提高1~2倍。


 ②. 耐(nai)磨(mo)性


  耐(nai)磨性(xing)采(cai)用牛皮(pi)紙(zhi)在鍍層上單向摩擦,由于硬度提高(gao),與不銹(xiu)鋼相比,兩(liang)種化學鍍層的耐(nai)磨性(xing)能和抗劃傷性(xing)能有顯著的改善。


5. 結合力


  采用(yong)ASTM B571標準(zhun)中(zhong)的熱淬實(shi)驗和網格實(shi)驗判定。


  ①. 熱淬實驗(yan)


  將試(shi)樣放入250℃的(de)烘箱中(zhong)加熱1h后立即放人(ren)冷水(shui)中(zhong),測試(shi)結果(guo)顯示,兩種鍍(du)層(ceng)都未(wei)出現鼓泡或開裂(lie)現象,說明2種鍍(du)層(ceng)與基體(ti)間(jian)的(de)結合力可(ke)以滿(man)足ASTM標準(zhun)中(zhong)熱淬實驗(yan)的(de)標準(zhun)。


  ②. 網(wang)格實(shi)驗(yan)


   采用刀(dao)尖在(zai)試樣表(biao)面劃(hua)間(jian)(jian)距(ju)0.5mm的(de)(de)多條平行線或矩(ju)形網(wang)格(ge)(ge),刀(dao)尖劃(hua)痕深(shen)至基體,實驗(yan)結(jie)果顯示(shi),2種鍍層(ceng)均(jun)無(wu)開裂脫落現象(xiang),說明鍍層(ceng)與(yu)基體間(jian)(jian)的(de)(de)結(jie)合力達到(dao)ASTM標準(zhun)中網(wang)格(ge)(ge)實驗(yan)的(de)(de)標準(zhun)。


  不(bu)銹鋼屬于難鍍(du)(du)基體(ti)(ti),要獲得結合力強(qiang)的(de)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng),對前處理而(er)(er)言,浸(jin)酸(suan)(suan)活(huo)化(hua)(hua)與(yu)預鍍(du)(du)鎳是否成(cheng)(cheng)功是關鍵所在(zai)(zai)。浸(jin)酸(suan)(suan)活(huo)化(hua)(hua)的(de)3個因(yin)素:酸(suan)(suan)的(de)種類、濃度(du)及活(huo)化(hua)(hua)時(shi)間是否成(cheng)(cheng)功是關鍵所在(zai)(zai)。其(qi)中(zhong)活(huo)化(hua)(hua)時(shi)間最(zui)難把(ba)握(wo),時(shi)間過(guo)長,導致(zhi)過(guo)腐蝕(shi)而(er)(er)失去(qu)光澤(ze),使(shi)基體(ti)(ti)鈍(dun)化(hua)(hua)從而(er)(er)加速氧(yang)化(hua)(hua)膜的(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)。時(shi)間過(guo)短,又難以(yi)除去(qu)附著在(zai)(zai)基體(ti)(ti)表(biao)(biao)面上的(de)致(zhi)密氧(yang)化(hua)(hua)物薄膜,從而(er)(er)影(ying)響鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)結合力,時(shi)間以(yi)15~30min為(wei)最(zui)佳。對預鍍(du)(du)鎳而(er)(er)言,電(dian)流密度(du)是關鍵,其(qi)值過(guo)高,生(sheng)成(cheng)(cheng)結構(gou)疏松發黑(hei)的(de)鎳層(ceng)(ceng),其(qi)值過(guo)低(di),也能有(you)效獲得致(zhi)密且(qie)附著力好的(de)鎳層(ceng)(ceng),影(ying)響后(hou)續(xu)化(hua)(hua)學鎳層(ceng)(ceng)的(de)質量。通過(guo)霍(huo)爾(er)槽實(shi)驗,對不(bu)銹鋼表(biao)(biao)殼的(de)電(dian)流密度(du)值在(zai)(zai)10~16A/d㎡之間,對不(bu)同產品,其(qi)預鍍(du)(du)鎳電(dian)流密度(du)都要通過(guo)霍(huo)爾(er)槽實(shi)驗來(lai)確定。


6. 耐(nai)腐蝕(shi)性


  在3%氯化(hua)鈉(na)溶液中(zhong),不(bu)銹鋼、2種化(hua)學鍍(du)層的試樣(yang)在168 小時后,用(yong)肉眼觀(guan)察3個(ge)試樣(yang)均無(wu)腐(fu)蝕現(xian)象(xiang)。沒(mei)有用(yong)稱重法進行腐(fu)蝕速率的定(ding)量計(ji)算,只用(yong)肉眼進行定(ding)性(xing)判斷。