一、不銹鋼化學(xue)鎳(nie)鎢磷合金層能提高其(qi)硬度和(he)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、不銹鋼上化學鍍鎳鎢磷的(de)前(qian)處理
試樣采用316L不(bu)銹鋼的前處理。
1. 手(shou)工去除(chu)機械(xie)加工時留(liu)下的(de)污物。
2. 順(shun)逆流(liu)2次冷(leng)水漂洗(xi),2min.
3. 堿性除油: 含清(qing)潔的堿性脫(tuo)脂浴(yu),70~80℃,15~20min.
4. 熱水沖洗: 70~80℃, 2min.
5. 順逆流2次(ci)冷水漂洗,2min.
6. 酸洗(xi): 鹽(yan)酸20%~40%(體(ti)積分(fen)數)溶液,室溫,3~5min.
7. 冷(leng)水沖洗(xi)。
8. 活(huo)化: 硝(xiao)酸(suan)15%~25%(體積(ji)(ji)分數(shu)),鹽(yan)酸(suan)25%~35%(體積(ji)(ji)分數(shu)),水 45%~55%(體積(ji)(ji)分數(shu)),60℃,15~30min.
9. 熱(re)水(shui)沖洗: 70~80℃ 2min.
10. 分順逆流(liu)2次(ci)冷水漂洗,2min.
11. 預(yu)鍍鎳(nie)
工藝為:氯化鎳 200~250g/L 、 電(dian)流(liu)密度 16A/d㎡ 、溫度 室溫 、鹽酸(37%) 120~150mL/L 、陽(yang)極 鎳(nie)板 、 時間 2~3 分鐘(zhong)
三、化(hua)學鍍鎳
四、化學(xue)鍍層成分(fen)及性能(neng)
1. 兩種化學(xue)鍍層成分
鍍層成(cheng)分見表(biao)4-30.
鍍(du)層成分采用能量(liang)色散譜儀(EDS)進行分析(xi)。
2. 兩種(zhong)鍍層結構
采用Philips X'pert MPD Pro型X射(she)線衍射(she)儀(yi)進行分(fen)(fen)析(xi)(xi),圖譜見圖4-18。由 圖4-18可以看出,2種鍍層(ceng)(ceng)的(de)X射(she)線衍射(she)圖為饅頭(tou)包(bao)狀,是(shi)典型的(de)非晶態結構特征,只是(shi)Ni-WP 鍍層(ceng)(ceng)的(de)峰比Ni-P鍍層(ceng)(ceng)的(de)峰要(yao)尖銳,說(shuo)明Ni-W-P 鍍層(ceng)(ceng)結構中微晶態成分(fen)(fen)占相(xiang)當(dang)一(yi)部分(fen)(fen),分(fen)(fen)析(xi)(xi)認為這與鍍層(ceng)(ceng)中磷含量相(xiang)對(dui)較低有關。
3. 鍍層外觀
試(shi)樣施鍍1.5小時后(hou),2種鍍層(ceng)都較光(guang)(guang)滑,有金屬(shu)光(guang)(guang)澤,與(yu)原不銹鋼(gang)試(shi)樣的(de)表面光(guang)(guang)亮度相(xiang)(xiang)當。與(yu)原不銹鋼(gang)樣品(pin)相(xiang)(xiang)比,Ni-P鍍層(ceng)的(de)顏(yan)色(se)略(lve)發黃,Ni-W-P 鍍層(ceng)略(lve)帶銀白色(se)。
4. 鍍層(ceng)硬度及耐(nai)磨性
①. 硬度
采用Microhardness Tester HV-1000型顯微硬度儀測得各鍍層的硬度值(zhi),見表(biao)4-31 。
由(you)表4-31可見,化(hua)學鍍(du)兩(liang)種合(he)金鍍(du)層(ceng)Ni-P和Ni-W-P鍍(du)層(ceng)的(de)硬度(du)比不銹鋼(gang)的(de)硬度(du)分(fen)別各提高1~2倍。
②. 耐磨性
耐磨(mo)(mo)性采用牛皮(pi)紙(zhi)在鍍層上單向摩擦,由于硬度提高,與不銹(xiu)鋼相比,兩種化學鍍層的(de)耐磨(mo)(mo)性能(neng)和抗劃(hua)傷性能(neng)有顯著的(de)改善。
5. 結(jie)合力(li)
采用ASTM B571標準(zhun)中的熱(re)淬實(shi)驗(yan)和(he)網格實(shi)驗(yan)判(pan)定。
①. 熱淬實(shi)驗(yan)
將試(shi)樣放入250℃的烘箱中(zhong)加熱1h后立(li)即放人冷(leng)水中(zhong),測試(shi)結果顯示,兩種(zhong)鍍(du)層都未出現(xian)鼓(gu)泡或(huo)開裂現(xian)象(xiang),說明(ming)2種(zhong)鍍(du)層與基(ji)體(ti)間的結合(he)力可以(yi)滿足(zu)ASTM標準(zhun)中(zhong)熱淬(cui)實驗的標準(zhun)。
②. 網(wang)格實驗
采用刀(dao)尖在(zai)試樣表面劃(hua)間距0.5mm的多條平行線或矩(ju)形(xing)網(wang)格(ge),刀(dao)尖劃(hua)痕深至基體,實驗結果顯示,2種鍍(du)層均無開裂脫落現象,說明鍍(du)層與(yu)基體間的結合(he)力達到ASTM標準中網(wang)格(ge)實驗的標準。
不銹鋼屬于難(nan)(nan)鍍基體(ti)(ti),要獲(huo)得結合力強的(de)(de)(de)鍍層,對(dui)前處理(li)而(er)言(yan),浸酸(suan)活(huo)化(hua)與預(yu)(yu)鍍鎳是(shi)否(fou)成(cheng)功是(shi)關鍵所(suo)在。浸酸(suan)活(huo)化(hua)的(de)(de)(de)3個因素:酸(suan)的(de)(de)(de)種類、濃度(du)及活(huo)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)是(shi)否(fou)成(cheng)功是(shi)關鍵所(suo)在。其中(zhong)活(huo)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)最(zui)難(nan)(nan)把握,時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)過長,導致過腐蝕而(er)失(shi)去光澤,使基體(ti)(ti)鈍化(hua)從而(er)加速氧化(hua)膜的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)成(cheng)。時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)過短,又(you)難(nan)(nan)以除去附(fu)著在基體(ti)(ti)表面上(shang)的(de)(de)(de)致密氧化(hua)物薄膜,從而(er)影響(xiang)鍍層結合力,時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)以15~30min為最(zui)佳。對(dui)預(yu)(yu)鍍鎳而(er)言(yan),電(dian)(dian)流密度(du)是(shi)關鍵,其值(zhi)過高,生(sheng)(sheng)成(cheng)結構疏(shu)松發黑的(de)(de)(de)鎳層,其值(zhi)過低,也能有效獲(huo)得致密且附(fu)著力好(hao)的(de)(de)(de)鎳層,影響(xiang)后(hou)續化(hua)學鎳層的(de)(de)(de)質量(liang)。通(tong)過霍(huo)爾(er)(er)槽實驗(yan),對(dui)不銹鋼表殼(ke)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流密度(du)值(zhi)在10~16A/d㎡之間(jian)(jian)(jian),對(dui)不同產品,其預(yu)(yu)鍍鎳電(dian)(dian)流密度(du)都要通(tong)過霍(huo)爾(er)(er)槽實驗(yan)來確定(ding)。
6. 耐腐蝕性
在3%氯化鈉(na)溶液中,不銹(xiu)鋼、2種化學鍍層(ceng)的(de)(de)試樣(yang)在168 小時后,用肉(rou)眼觀察3個(ge)試樣(yang)均無腐蝕現象。沒有用稱重法進行(xing)腐蝕速率的(de)(de)定量計(ji)算(suan),只用肉(rou)眼進行(xing)定性判斷。