高磷化學(xué)鍍Ni-P鍍層微觀結(jié)構(gòu)、晶化過程及性能研究.pdf

1、雖然，近年來化學(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。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，但對鍍層的組織結(jié)構(gòu)及晶化過程的認識還有待深入。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。并進一步利用XRD、SEM、AFM、GDS、DTA、電化學(xué)工作站等表征手段對鍍層的形貌、成分、組織結(jié)構(gòu)和性能進行了檢測并分析了它們之間的關(guān)系；同時詳細研究了熱處理對化學(xué)鍍Ni-P合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響，以及鍍層的晶化過程。
　　 通過研究，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℃熱處理后開始析出穩(wěn)定相Ni3P。400℃時晶化完全，并且胞狀顆粒表面析出納米級晶體薄膜，500℃時薄膜消失，晶粒進一步長大。
　　 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. 熱處理對鍍層硬度有影響。在400℃熱處理時由于強化相Ni3P的析出，硬度達到最大值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)原子擴散理論以及晶化激活能的影響，提出了能夠解釋本實驗現(xiàn)象的晶化動力學(xué)模型。即認為鍍層結(jié)構(gòu)中的原子、長程無序集團以及短程有序集團利用熱處理提供的能量，持續(xù)擴散、長大、遷移，進而晶化。
　　 該模型既不排斥經(jīng)典的原子擴