化学镀非晶Ni-P合金镀层耐蚀性研究
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碳钢表面硬度较低，并且耐蚀性较差，使其应用受到了制约。如何解决这一问题，一直受到人们的关注。由于化学镀Ni-P镀层具有厚度均匀、结合牢固、较高的硬度﹑较好的耐磨和耐腐蚀性等特点[1-2]，因此对碳钢进行化学镀处理，可有效地解决腐蚀问题，达到延长零件使用寿命的目的[3]。梁婷等[4]通过静态浸泡法以及电化学的方法，发现基体施加了化学镀层后，与未施加化学镀层相比，具有很小的腐蚀电流。王霞等[5]对化学镀Ni-P合金的耐蚀机理进行了探讨，并提出了提高Ni-P合金耐蚀性能的优化工艺。李雪松等[6]研究了热处理温度对含磷量8.3%的Ni-P镀层耐蚀性的影响，发现经200℃热处理，可改善镀层的耐蚀性;温度高于300℃后，镀层的耐蚀性下降。宋玉强等[7]发现含磷量5.6%的Ni-P镀层耐蚀性随热处理温度的升高和保温时间的延长呈现增强趋势。热处理能够提高镀层的耐蚀性，但热处理前后镀层的耐蚀性变化规律，很多研究给出了不一致结论[6-8]。热处理对Ni-P镀层耐蚀性产生不同的影响，是因为镀层的性能主要取决于镀层的成分和结构[8]。本文在碳钢上进行化学镀沉积Ni-P合金，对镀层的耐蚀性进行研究，并通过对Ni-P镀层进行后续的热处理，进一步探究热处理温度对Ni-P镀层的结构及耐蚀性的影响。 1·试验 本试验选用45号钢为基体材料(10mm×5mm×1mm)，基体经去油、除锈、活化后放入镀槽中，镀液组分及施镀条件如表1所示。镀液装载量为1dm2/L。 将化学镀后获得的Ni-P镀层放入热处理炉中，分别进行200℃、300℃、400℃热处理，保温30min后，随炉冷却至室温。 采用X射线衍射仪对相结构进行分析;扫描电子显微镜对镀层表面形貌进行观察;能谱仪对成分进行分析;采用MF-300型显微硬度仪对不同热处理条件下的试样进行显微硬度测试，每个试样上打5个点，取五个数据的平均值作为样品的硬度值;采用失重法计算镀层的腐蚀速率，即将样品在腐蚀前称重，然后放在腐蚀介质(10%盐酸溶液)中浸泡，每隔1h从烧杯中取出，用蒸馏水冲洗并吹干，用精密电子天平称重，记录质量变化，计算腐蚀率。 2·结果与讨论 2.1性能及结构分析 采用X射线衍射方法对化学镀Ni-P合金镀层的晶体结构进行分析，分析结果如图1所示。化学镀Ni-P合金镀层在45°附近出现较宽的“馒头峰”，说明镀层呈非晶态结构。能谱仪结果显示，获得的镀层含磷量为10.90wt.%，分析可知，Ni-P镀层属于高磷非晶镀层。 化学镀Ni-P是胞状生长方式，表面形成胞状形貌，非晶Ni-P合金镀层的表面形貌如图2所示。在Ni-P合金镀层的表面存在许多小气孔，这是由于化学镀过程中的析氢反应所导致。 |
