本方法對321不銹鋼球閥進行預處理后，不經預鍍鎳和誘導體觸發，而直接進行化學鍍鎳2小時,鍍層Ni、P質量分數分別為88.37%和11.63%經過不同溫度回火，鍍層的顯微硬度隨著回火溫度的升高而增大。在350℃ 時達到最大值為1000HV。鍍層與基體的結合力隨鍍層回火溫度的升高呈現先升后降的趨勢。在300℃時達到最大值，為42.3N。Ni-P合金鍍層在10%的鹽酸、硫酸、鹽酸與硫酸的混合酸中的耐蝕性遠高于不銹鋼基體，而經過回火后的鍍層的耐蝕性比未經回火的低。因此，根據對球閥不同的性能要求選擇不同的處理工藝。
1. 除銹液的組成及操作(zuo)
除銹（活化）的目的就是除去氧化膜，使鍍(du)液和基體接觸，讓(rang)鍍(du)覆反(fan)應順利進行。因此，該步驟是鍍(du)覆成功與否的關鍵。
除銹液組成與操作條件：
硫(liu)酸 10% 、 時間 5~6 分鐘 、 溫(wen)度 50~60℃
試(shi)(shi)件浸(jin)入(ru)除(chu)銹液(ye)中后剛開始無任何跡象，大約2分鐘(zhong)后，試(shi)(shi)件表面有少(shao)量氣泡冒出，表明(ming)有地方氧化膜已經被反(fan)應(ying)掉(diao)。除(chu)銹液(ye)已經和基體接觸了，隨著反(fan)應(ying)的(de)進(jin)行，氣泡越來(lai)越多，經過5min的(de)除(chu)銹，將試(shi)(shi)件取出，先在冷水(shui)(shui)中激沖(chong)，再用熱的(de)蒸餾水(shui)(shui)沖(chong)洗，馬上(shang)將試(shi)(shi)件浸(jin)入(ru)鍍液(ye)中，可以(yi)看到(dao)試(shi)(shi)件與鍍液(ye)劇烈反(fan)應(ying)，經過2小時的(de)鍍覆，試(shi)(shi)件表面光亮呈現銀白(bai)色，鍍覆效果較好。
2. 化(hua)學鍍高(gao)磷Ni-P鍍液(ye)組成及工(gong)藝條件(jian)
硫酸鎳（NiSO4·7H2O) 25g/L 、 穩定劑 少量 、 pH 4.6 、溫度 90℃
次磷酸鈉（NaH2PO2·H2O) 20g/L 、檸檬酸三鈉（Na3C6H5O7) 10g/L
乙酸鈉（NaCH3COO) 10g/L 、 乳酸（C3H6O3) 25g/L 、鍍覆時間 2小時
3. 鍍(du)層形(xing)貌與組成(cheng)
a. 表面形貌
用(yong)XJL-02光學(xue)顯微(wei)鏡(jing)（江(jiang)南光學(xue)儀(yi)器廠生產(chan)）觀察表(biao)面(mian)(mian)形貌(mao)，呈(cheng)光亮的(de)銀白(bai)色(se)，基體(ti)表(biao)面(mian)(mian)分布著胞狀結(jie)構，從(cong)截(jie)面(mian)(mian)圖(tu)看沉積層厚度大(da)約有(you)20μm.
b. 鍍層(ceng)組成(cheng)
采用JEOL JXA-840A電子(zi)探(tan)針(zhen)分析儀(yi)（日本電子(zi)株式會社研(yan)制）測得(de)鍍層中鎳與磷的(de)原子(zi)分數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷含量在11%~12%之間，表明該鍍層屬于高磷含量鍍層。
4. 鍍層(ceng)硬(ying)度(du)(du)及高磷-鎳合(he)金硬(ying)度(du)(du)隨(sui)溫度(du)(du)的(de)(de)升(sheng)高而增(zeng)大的(de)(de)機理
不(bu)銹鋼基(ji)體(ti)、未經回火(huo)的(de)(de)鍍層以及在(zai)各種溫度條件下經回火(huo)處理后的(de)(de)鍍層顯(xian)微(wei)硬度測(ce)定結(jie)果見表4-34。試樣在(zai)HV-1000型臥式顯(xian)微(wei)硬度計(ji)（上海材料(liao)試驗機械生產）上每次測(ce)3點。
由表4-34可見，鍍層的硬度較基體從397HV升高到520HV(第1組），鍍層經過熱處理回火后，硬度進一步提高，在300~350℃的間隔的硬度上升最快。原因是鍍層發生了品態轉變，熱處理使鍍層與基體金屬元素發生相互擴散，從而提高鍍層硬度，且能使鍍層經歷如下變化：非品態－晶態－晶粒聚集長大。磷原子的擴散聚集使磷原子聚集到鎳的特定晶面上，迫使其適應鎳的結構，形成共格關系，使其局部應力場引起嚴重畸變，故加快了硬度增加的趨勢；當磷原子聚集到足夠數量，滿足鎳磷原子數之比為3:1的關系時，析出金屬間化合物，與固溶體具有共格關系，引起共格沉淀硬化作用，所以此時硬度增加很多；非晶態Ni-P合金加熱到一定溫度形成的原子集團，逐漸發展成結晶核心，起到一定的強化作用，故硬度增加；晶化反應后，晶化相發生畸變，增加了鍍層的塑變抗力，硬度提高；當有Ni3P生成時，鍍層被強化，Ni3P聚集粗化。由此可見，鎳磷鍍層發生了典型的沉淀強化過程；而非晶態Ni3P體積分數大于Ni,成為基體，產生分散強化作用，所以高溫熱處理后具有較高的硬度。可以說鎳磷鍍層的晶化越完全，鍍層的硬度越高，而隨著溫度的升高，鍍層的晶化程度在不斷提高，所以鍍層硬度隨溫度的升高而增大，要求高耐磨性高硬度的鍍層可選擇對鍍層進行350℃回火處理。
5. 鍍層結合力實驗
試(shi)件(jian)根據回火溫(wen)度的不同(tong)在WS-2002劃痕(hen)機(ji)上測試(shi)試(shi)件(jian)的結(jie)合(he)力，實驗結(jie)果見表4-35不同(tong)狀態下鍍層的結(jie)合(he)力。
從(cong)表4-35中可見，在300℃以前，鍍層結(jie)合力隨著回火(huo)溫(wen)度的上升而(er)(er)提(ti)高(gao)，300℃時鍍層的結(jie)合力達到(dao)最高(gao)值，之后(hou)，回火(huo)溫(wen)度再(zai)升高(gao)后(hou)，結(jie)合力反(fan)而(er)(er)下降。
因(yin)此，回火溫度最對不要通過300℃一(yi)般地說，鍍層(ceng)與基體的(de)(de)結合(he)力是判斷鍍層(ceng)性(xing)能好壞的(de)(de)重(zhong)要依據(ju)。
6. 鍍層耐蝕性
a. 未經(jing)回(hui)火的鍍(du)層腐蝕速率測定
試(shi)樣(yang)先算出(chu)其表(biao)面積，然后用分析天平(ping)測出(chu)試(shi)樣(yang)在腐(fu)蝕(shi)前后的質量，經過240h的靜態(tai)腐(fu)蝕(shi)（腐(fu)蝕(shi)液每2天更新一次），根據(ju)試(shi)樣(yang)表(biao)面積及失(shi)重(zhong)求(qiu)出(chu)腐(fu)蝕(shi)速率。
b. 試樣腐(fu)蝕速率(lv)的測定見表4-36
從表4-36可見，鎳磷化(hua)(hua)學(xue)(xue)鍍(du)層的(de)腐蝕速率在(zai)10%鹽酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)、10%硫酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)和(he)硫酸(suan)(suan)與鹽酸(suan)(suan)混合(he)溶(rong)液(ye)都有(you)二(er)十多倍的(de)差距。只有(you)在(zai)乙酸(suan)(suan)中才相近(jin)。Ni-P 鍍(du)層為非晶態(tai)合(he)金鍍(du)層，從理論上講(jiang)，由于非晶態(tai)合(he)金鍍(du)層組織結構(gou)均(jun)勻，無偏析(xi)、夾雜物和(he)第(di)二(er)相，原子間(jian)呈現短程有(you)序結構(gou)，沒有(you)晶界、位錯以及(ji)與晶態(tai)有(you)關的(de)其他缺陷，是多種元(yuan)素的(de)固(gu)溶(rong)體，具有(you)較(jiao)好的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)和(he)電化(hua)(hua)學(xue)(xue)均(jun)勻性，因(yin)此其，耐腐蝕性高。
c. 表(biao)4-37為不同回火溫(wen)度(du)下鍍層的腐蝕(shi)速率
從表4-37可見，隨著回火(huo)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)上升，鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)呈下降(jiang)的(de)(de)(de)(de)趨勢。剛開始下降(jiang)不(bu)大，在300~350℃回火(huo)溫度(du)(du)內，腐蝕(shi)(shi)(shi)速率上升很快(kuai)，鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)回火(huo)發生(sheng)晶化的(de)(de)(de)(de)完成(cheng)，晶態(tai)結構相關(guan)的(de)(de)(de)(de)缺陷(xian)急劇(ju)增加，從而加大腐蝕(shi)(shi)(shi)傾向。因此，要求高(gao)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)可選擇鍍(du)(du)態(tai)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)，耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)最好。如果既要求耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)又要求高(gao)耐(nai)(nai)磨(mo)、高(gao)硬度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)條件(jian)，可選擇較低的(de)(de)(de)(de)回火(huo)溫度(du)(du)處理，以達(da)到鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)、硬度(du)(du)與耐(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)良好配(pei)合。
