钢铁的化学镀镍磷[精选].doc

钢铁的化学镀镍磷 金属1002 郭世鼎 3100702044 摘要：本文简要介绍了钢铁化学镀镍磷的原理与工艺流程，简述了镀层的性能及技术指标，随之分析了影响镀层性能的主要因素，并据此给出了工艺中的除锈配方和镀液配方，最后对试验参数进行了测定与比较，得出了一定的结论。 关键词：化学镀 镀镍磷 表面强化 耐磨 耐腐蚀性 前言 化学镀镍磷是提高金属等材料表面耐磨性的一种表面强化方法 ,奠定了复合镀技术发展的基础 ,其中镀前处理、镀液种类和组分等是实施化学镀镍磷工艺的关键 ,对保证良好的镀覆质量起着至关重要的作用 ,近十年来在我国的应用不断扩大 。镀前处理　　对化学镀镍磷而言 ,不同的基体材料 ,其镀前处理方法也不尽相同。所谓化学镀镍磷对各种不同基体材料的适应性 ,是指基体材料对化学镀镍磷溶液具有不同的催化活性。按化学镀镍磷反应原理可知 ,镀覆是在一定的催化条件下 ,采用强还原剂次亚磷酸盐 ,使镀液中镍盐的镍阳离子还原 ,同时次亚磷酸盐分解 ,产生磷原子进入镀层 ,形成过饱和的镍磷固溶体 。 以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍工艺，其反应机理，普遍被接受的是氢理论和氢化物理论。化学镀镍磷 ① 活化处理 盐酸 l2％ 缓蚀剂A(大连大学机械系) 5％ 添加剂B(大连大学机械系) 2％ 工艺条件：活化时间45—60s，镀层结合力100N。 ② 化学镀镍磷 七水硫酸镍 22．0～32．0(30．0)g／L 次亚磷酸钠 25．0～30．0(25．0)g／L 三水乙酸钠 10．0～15．0(15．0)g／L 一水柠檬酸 10．0～15．0(10．0)g／L 金属盐(Pb2+，稳定剂) 0．5～1．5(0．5)mg／L 工艺条件：温度88℃(83～90℃)，pH值4．6—4．9(4．4—5．2)，溶液装载量ldm2／L，施镀时间1—4h(3h)。 ③ 钝化封孔 重铬酸钾 5％ 添加剂A(大连大学机械系) 10％一20％ 整个工艺流程为：除油(超声波+热碱液)→水洗→除锈→冲洗→酸洗活化→热水冲洗→施镀→清洗→钝化(封孔)→清洗→干燥→检验→储存。 HT200材料经45～60s的活化处理，可获得较大的镀层结合力(100N)；采用本镀液可获得表面平整致密、成分分布均匀、胞状组织细小的镀层，镀液寿命较长，达l0个使用周期；对镀层进行镀后封孔处理(常温，12h)，消除孔洞、微裂纹，使镀层耐蚀性得到较大提高，试件在5％中性盐雾中出现红锈的时间为730h，比未经封孔处理的试件出现红锈的时间延长了3倍。 本工艺应用于制冷用工业气体压缩机壳体工作腔内表面的防腐处理，生成的镀层具有厚度均匀、结合牢固、硬度较高、耐磨和抗腐蚀性较好等特点。 热处理后镀层微观图像： 2.镀层厚度测定 锯开→镶嵌→砂轮磨→砂纸磨→抛光→腐蚀（3%硝酸酒精溶液）→酒精洗→烘干→金相显微镜观察→测镀层厚度→拍照片 图2 化学镀镍磷合金厚度显微图像（100×） 镀层厚度为：0.013×1.5=0.0195mm 3.镀层硬度检测 利用显微硬度仪在0.98N的压力下测量硬度。其结果为： 条件 镀后直接测量 热处理后 200℃保温2小时，空冷至手可触 300℃保温2小时，空冷至手可触 400℃保温2小时，空冷至手可触 测量值（HV） 400 442 626 870 分析：经热处理后，硬度有明显提高。这是因为经高温热处理后，镀层表面发生晶化，形成了硬度较高的镍磷合金，从而提高了镀层的硬度。 六、实验结论 工件通过化学镀镍磷，硬度有了显著提高，耐磨性、耐腐蚀性得到改善，同时由于镍具有良好的防腐蚀性能，可知钢铁的耐腐蚀性进一步提高。 实验过程中，各步骤都必须严格精确的执行，包括工艺流程的安排、配方中药品的称量、镀液的制作、加热的温度以及时间等等。否则会影响到实验的结果，对我们做出正确的判断以及结论会造成不良的影响。