鎳磷合金鍍層制備工藝及腐蝕性能研究.pdf

1、全世界每90秒就有1噸鋼因腐蝕而損失，2005年我國(guó)腐蝕損失保守估計(jì)為5000億元，1750萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤因腐蝕結(jié)垢而被消耗。防腐與節(jié)能已迫在眉睫。本課題利用化學(xué)鍍技術(shù)，通過對(duì)低品質(zhì)材料進(jìn)行表面處理，增強(qiáng)其耐蝕性，從而以低品質(zhì)材料代替高品質(zhì)的材料，降低設(shè)備初投資和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；同時(shí)，通過鍍層技術(shù)改善換熱元件的表面能，實(shí)現(xiàn)蒸汽珠狀凝結(jié)以提高換熱效率。 根據(jù)化學(xué)鍍的反應(yīng)特點(diǎn)和合金沉積機(jī)理，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件、工藝要求、鍍層性能，在反復(fù)實(shí)

2、驗(yàn)和分析基礎(chǔ)上，對(duì)鎳磷鍍層鍍液主要成分進(jìn)行了遴選。重點(diǎn)分析了主鹽與還原劑的比例關(guān)系，確定了一個(gè)合適的主鹽對(duì)還原劑的摩爾比。重點(diǎn)研究了各種絡(luò)合劑的選用及其搭配情況，解決了化學(xué)鍍的核心問題。絡(luò)合劑對(duì)鍍液性能、壽命和鍍層質(zhì)量有著重要的影響。研究了穩(wěn)定劑及其它試劑對(duì)鍍液性能、鍍件質(zhì)量的影響情況，通過大量實(shí)驗(yàn)選擇了符合設(shè)計(jì)要求的成份組合。 研究了鎳磷鍍的基本處理工藝，并對(duì)影響鎳磷鍍層的主要工序進(jìn)行了重點(diǎn)研究。鍍層質(zhì)量與鍍前處理、施鍍操作、

3、鍍后處理關(guān)系密切，正確地實(shí)施鎳磷化學(xué)鍍工藝，是獲得高質(zhì)量鍍層的基礎(chǔ)。鍍前處理包括試件制備、除銹、除油和活化處理等，每一步工序都要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不能有絲毫馬虎。若鍍前處理不好，以后的全部實(shí)驗(yàn)都會(huì)前功盡棄。在對(duì)鍍液主要成分的控制工序中，重點(diǎn)研究了鍍液的配制和使用方法、鍍液的測(cè)定分析和補(bǔ)加方法。在施鍍過程中由于Ni<'2+>在鍍液中不斷消耗，對(duì)次磷酸鈉的濃度進(jìn)行了規(guī)范的測(cè)定和實(shí)時(shí)補(bǔ)加；通過試驗(yàn)研究了PH值對(duì)沉積速度、鍍層鎳磷含量、鍍液性能的

4、影響關(guān)系，進(jìn)一步分析了PH值自身在鍍前和鍍后的變化情況，并繪制了它們之間的關(guān)系圖：研究了沉積速度對(duì)鍍層質(zhì)量的影響情況；研究了溫度對(duì)鍍液和鍍層的影響，溫度過高，鍍液易分解，溫度太低，沉積速率很慢，甚至難以反應(yīng)，通過實(shí)驗(yàn)分析得到溫度在83±2℃范圍比較合適。鍍后處理主要進(jìn)行了除氫處理、鈍化處理和封孔處理。在封孔處理過程中，研究了一種溶膠--凝膠法封孔新工藝。 從初始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到遴選出符合要求的鎳磷化學(xué)鍍工藝，作者進(jìn)行了300余個(gè)樣本的

5、試驗(yàn)，并借助先進(jìn)的掃描電鏡、金相顯微鏡、硬度儀等儀器對(duì)試件進(jìn)行分析，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 鍍層耐腐蝕性能是檢驗(yàn)鍍層質(zhì)量最主要的指標(biāo)。研究方法是：把不同施鍍工藝條件下的鍍件放在相同的腐蝕環(huán)境中進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)；把相同施鍍工藝條件下的鍍件放在不同的腐蝕環(huán)境中進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。研究了鎳磷鍍層的耐腐蝕機(jī)理，通過研究鍍層的腐蝕行為而獲得的資料和數(shù)據(jù)，是進(jìn)一步改善鍍液成分、完善施鍍工藝、檢驗(yàn)鍍前處理優(yōu)劣和如何進(jìn)行鍍后處理的主要根據(jù)。通