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1、雖然,近年來(lái)化學(xué)鍍領(lǐng)域出現(xiàn)了眾多的多元合金鍍層、復(fù)合鍍層,但是化學(xué)鍍Ni-P 工藝因其成本低廉,操作簡(jiǎn)單,且具有優(yōu)良的深鍍能力和均鍍能力,仍舊牢牢地占據(jù)著化學(xué)鍍領(lǐng)域最大的市場(chǎng)。高磷化學(xué)鍍Ni-P 鍍層更是因其具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu),而表現(xiàn)出中磷和低磷鍍層所不具有的優(yōu)異性能而備受關(guān)注。目前,有關(guān)鍍液組成、施鍍工藝等研究已日臻完善,但對(duì)鍍層的組織結(jié)構(gòu)及晶化過(guò)程的認(rèn)識(shí)還有待深入。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,全面考慮施鍍條件,得出一套簡(jiǎn)潔可行的施鍍方案,且
2、所得鍍液穩(wěn)定性好、鍍速快、鍍層性能優(yōu)異。并進(jìn)一步利用XRD、SEM、AFM、GDS、DTA、電化學(xué)工作站等表征手段對(duì)鍍層的形貌、成分、組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了檢測(cè)并分析了它們之間的關(guān)系;同時(shí)詳細(xì)研究了熱處理對(duì)化學(xué)鍍Ni-P合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響,以及鍍層的晶化過(guò)程。
通過(guò)研究,得出以下結(jié)論:
1. 化學(xué)鍍Ni-P合金為高P(11.65wt[%])鍍層,呈非晶合金結(jié)構(gòu)。表面由“胞狀”組織組成,“胞狀”顆粒大小均勻
3、,連接致密,空隙率低;利用AFM在納米尺度觀察發(fā)現(xiàn),胞粒并不光滑,而是由許多納米尺寸的小突起物組成。
2. 化學(xué)鍍Ni-P合金具有良好的耐蝕性能,與基體結(jié)合力良好,但因鍍層中P 含量高,鍍層顯微硬度略低。
3. 熱處理對(duì)鍍層表面形貌影響不大,高溫?zé)崽幚砗箦儗佑醒趸F(xiàn)象。
氧化現(xiàn)象首先出現(xiàn)在“胞狀”組織邊緣,隨著熱處理溫度提高“胞狀”組織上開(kāi)始氧化,并且氧化面積逐漸增大。
4. 鍍層
4、在鍍態(tài)下為非晶結(jié)構(gòu),表面由圓整的“胞狀”顆粒組成,顆粒表面平整,沒(méi)有明顯的晶界;200℃、300℃熱處理后的鍍層胞狀顆粒變得清晰圓整,300℃熱處理后開(kāi)始析出穩(wěn)定相Ni3P。400℃時(shí)晶化完全,并且胞狀顆粒表面析出納米級(jí)晶體薄膜,500℃時(shí)薄膜消失,晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大。
5. 鍍層合金的耐蝕性受熱處理溫度影響很顯著。熱處理溫度在400℃
之前,鍍層耐蝕性隨著熱處理溫度的升高而提高,400℃時(shí)耐蝕性最為優(yōu)異,繼續(xù)提
5、高溫度耐蝕性則又有所下降。
6. 熱處理對(duì)鍍層硬度有影響。在400℃熱處理時(shí)由于強(qiáng)化相Ni3P的析出,硬度達(dá)到最大值1014.5HV。鍍層與基體的結(jié)合力變化規(guī)律與硬度變化相同。
7. 根據(jù)原子擴(kuò)散理論以及晶化激活能的影響,提出了能夠解釋本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的晶化動(dòng)力學(xué)模型。即認(rèn)為鍍層結(jié)構(gòu)中的原子、長(zhǎng)程無(wú)序集團(tuán)以及短程有序集團(tuán)利用熱處理提供的能量,持續(xù)擴(kuò)散、長(zhǎng)大、遷移,進(jìn)而晶化。
該模型既不排斥經(jīng)典的原子擴(kuò)
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