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(de)組成及(ji)操作(zuo)
除銹（活化）的目的就是(shi)除去氧化膜，使鍍液(ye)和(he)基體接觸，讓(rang)鍍覆反(fan)應順利進行(xing)。因此，該步驟是(shi)鍍覆成功與(yu)否的關(guan)鍵。
除銹液組成與操作條件(jian)：
硫酸 10% 、 時間 5~6 分鐘 、 溫度 50~60℃
試(shi)件浸入除銹(xiu)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)后剛開始無任何跡象，大約2分鐘后，試(shi)件表面有(you)少(shao)量氣(qi)泡(pao)冒出，表明有(you)地方氧化(hua)膜已經被(bei)反應掉。除銹(xiu)液(ye)(ye)已經和基體接觸了，隨著(zhu)反應的(de)進行，氣(qi)泡(pao)越(yue)來越(yue)多(duo)，經過5min的(de)除銹(xiu)，將試(shi)件取出，先在冷水中(zhong)(zhong)激沖，再用熱的(de)蒸餾水沖洗(xi)，馬上將試(shi)件浸入鍍(du)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)，可以(yi)看到試(shi)件與鍍(du)液(ye)(ye)劇烈反應，經過2小時的(de)鍍(du)覆，試(shi)件表面光(guang)亮呈現銀白色，鍍(du)覆效(xiao)果(guo)較好。
2. 化學鍍高磷Ni-P鍍液組成及工藝條件
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. 鍍層形貌與組成
a. 表面(mian)形貌
用XJL-02光學(xue)顯(xian)微(wei)鏡(jing)（江南光學(xue)儀器(qi)廠生產(chan)）觀察表(biao)面形(xing)貌(mao)，呈光亮的銀白(bai)色，基體表(biao)面分布著胞狀結構，從截面圖看(kan)沉積層厚度大約有20μm.
b. 鍍層組成
采用JEOL JXA-840A電(dian)(dian)子探針(zhen)分析儀（日本電(dian)(dian)子株式會社研制）測得鍍(du)層(ceng)中鎳(nie)與磷的原子分數(shu)各(ge)為P10.96%,Ni 89.04%。磷含量(liang)在11%~12%之間(jian)，表明該鍍(du)層(ceng)屬于(yu)高磷含量(liang)鍍(du)層(ceng)。
4. 鍍層硬度(du)及高磷-鎳合金硬度(du)隨溫度(du)的升(sheng)高而增大的機理
不銹鋼基體、未經回火的(de)鍍(du)層(ceng)以及在各(ge)種溫度條(tiao)件下經回火處(chu)理(li)后的(de)鍍(du)層(ceng)顯(xian)微硬度測定結果見表4-34。試樣在HV-1000型臥式顯(xian)微硬度計(ji)（上海(hai)材料(liao)試驗機械生產）上每次測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(ceng)結合力實驗
試件根據回火(huo)溫度的(de)(de)不同在(zai)WS-2002劃痕機上測試試件的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)力(li)，實驗結(jie)(jie)果(guo)見表4-35不同狀態下鍍層的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)力(li)。
從(cong)表4-35中可見(jian)，在(zai)300℃以(yi)前，鍍(du)層結(jie)(jie)合(he)力隨著回火(huo)溫度(du)的上升而(er)提(ti)高(gao)，300℃時鍍(du)層的結(jie)(jie)合(he)力達到最(zui)高(gao)值，之后，回火(huo)溫度(du)再升高(gao)后，結(jie)(jie)合(he)力反而(er)下降。
因此，回火溫度最(zui)對不要通過300℃一般地說(shuo)，鍍層與(yu)基體的結合力是判斷鍍層性能(neng)好壞的重要依據。
6. 鍍層耐蝕性
a. 未經回火的鍍層腐蝕速(su)率測(ce)定
試樣(yang)先(xian)算出(chu)(chu)其表(biao)面積(ji)，然后用分析天(tian)平測出(chu)(chu)試樣(yang)在腐(fu)蝕(shi)前后的(de)質量，經過240h的(de)靜態腐(fu)蝕(shi)（腐(fu)蝕(shi)液每(mei)2天(tian)更新一次），根據試樣(yang)表(biao)面積(ji)及(ji)失(shi)重(zhong)求出(chu)(chu)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)。
b. 試樣腐蝕速率的測定(ding)見表4-36
從表4-36可(ke)見，鎳磷(lin)化學(xue)鍍(du)層的腐蝕速率在(zai)10%鹽酸溶(rong)液、10%硫酸溶(rong)液和硫酸與鹽酸混合溶(rong)液都有(you)二(er)十多(duo)倍的差距(ju)。只有(you)在(zai)乙酸中才(cai)相近。Ni-P 鍍(du)層為非晶(jing)態合金鍍(du)層，從理論上講，由于非晶(jing)態合金鍍(du)層組織結構均(jun)勻，無偏析、夾(jia)雜物和第二(er)相，原(yuan)子(zi)間(jian)呈(cheng)現短程有(you)序結構，沒有(you)晶(jing)界(jie)、位錯以(yi)及與晶(jing)態有(you)關的其他缺陷，是多(duo)種元素的固溶(rong)體，具有(you)較好的化學(xue)和電化學(xue)均(jun)勻性，因(yin)此其，耐腐蝕性高。
c. 表4-37為不同回火溫度下鍍層(ceng)的腐蝕速率
從表4-37可見，隨著回火(huo)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)上升(sheng)，鍍層(ceng)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性呈(cheng)下降(jiang)的(de)(de)趨(qu)勢。剛開始(shi)下降(jiang)不大，在300~350℃回火(huo)溫(wen)度(du)(du)內，腐蝕(shi)(shi)(shi)速率上升(sheng)很快，鍍層(ceng)回火(huo)發生晶(jing)化的(de)(de)完成，晶(jing)態(tai)結構(gou)相關的(de)(de)缺陷急劇增加，從而加大腐蝕(shi)(shi)(shi)傾向(xiang)。因此，要(yao)求(qiu)高耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)鍍層(ceng)可選(xuan)擇(ze)鍍態(tai)鍍層(ceng)，耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性最好(hao)。如果既要(yao)求(qiu)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)又(you)要(yao)求(qiu)高耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)、高硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)條件，可選(xuan)擇(ze)較低的(de)(de)回火(huo)溫(wen)度(du)(du)處理，以達到鍍層(ceng)耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)性、硬(ying)度(du)(du)與耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)良好(hao)配合。
