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年我國腐蝕損失保守估計為5000億元，1750萬噸標準煤因腐蝕結(jié)垢而被消耗。防腐與節(jié)能已迫在眉睫。本課題利用化學鍍技術(shù)，通過對低品質(zhì)材料進行表面處理，增強其耐蝕性，從而以低品質(zhì)材料代替高品質(zhì)的材料，降低設(shè)備初投資和延長設(shè)備使用壽命；同時，通過鍍層技術(shù)改善換熱元件的表面能，實現(xiàn)蒸汽珠狀凝結(jié)以提高換熱效率。 根據(jù)化學鍍的反應特點和合金沉積機理，并結(jié)合實驗條件、工藝要求、鍍層性能，在反復實

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

3、鍍后處理關(guān)系密切，正確地實施鎳磷化學鍍工藝，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，每一步工序都要嚴格按標準進行，不能有絲毫馬虎。若鍍前處理不好，以后的全部實驗都會前功盡棄。在對鍍液主要成分的控制工序中，重點研究了鍍液的配制和使用方法、鍍液的測定分析和補加方法。在施鍍過程中由于Ni<'2+>在鍍液中不斷消耗，對次磷酸鈉的濃度進行了規(guī)范的測定和實時補加；通過試驗研究了PH值對沉積速度、鍍層鎳磷含量、鍍液性能的

4、影響關(guān)系，進一步分析了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：研究了沉積速度對鍍層質(zhì)量的影響情況；研究了溫度對鍍液和鍍層的影響，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，通過實驗分析得到溫度在83±2℃范圍比較合適。鍍后處理主要進行了除氫處理、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。 從初始實驗設(shè)計到遴選出符合要求的鎳磷化學鍍工藝，作者進行了300余個樣本的

5、試驗，并借助先進的掃描電鏡、金相顯微鏡、硬度儀等儀器對試件進行分析，利用正交試驗設(shè)計方法科學設(shè)計實驗。 鍍層耐腐蝕性能是檢驗鍍層質(zhì)量最主要的指標。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)境中進行腐蝕試驗；把相同施鍍工藝條件下的鍍件放在不同的腐蝕環(huán)境中進行腐蝕試驗。研究了鎳磷鍍層的耐腐蝕機理，通過研究鍍層的腐蝕行為而獲得的資料和數(shù)據(jù)，是進一步改善鍍液成分、完善施鍍工藝、檢驗鍍前處理優(yōu)劣和如何進行鍍后處理的主要根據(jù)。通