锅炉用钢Ｎｉ－Ｐ合金化学镀的工艺研究(一)

详细内容

作者：田丰　张罡　姜威　黄刚

　　摘 要：以锅炉用钢20g为基体，介绍了一种高磷的化学镀Ni-P合金工艺，研究了工艺参数对化学镀Ni-P镀层镀速和稳定性的影响,并确定最适宜配方。?
　　关键词：化学镀；高磷；Ni-P合金；锅炉钢 ?
　　?
　　1 引言
　　?
　　目前工业锅炉的腐蚀问题已十分突出和严重，仅沈阳市就有约四千多台锅炉，由于锅炉的腐蚀和耐磨等问题，不仅造成锅炉设备大修过早报废，直接导致经济损失，而且易发生各种事故,给安全生产带来隐患。?
　　化学镀一般指化学镀Ni-P合金，是采用镍盐和还原剂在同一溶液中进行的自催化氧化-还原反应，从而在工件表面沉积出Ni-P合金镀层的表面处理技术。Ni-P合金镀层由于具有较高的硬度、耐磨性、润滑性、优异的耐蚀性和良好的钎焊性能，尤其是制备的高磷镀层具有非晶态结构，非晶态的高磷镀层具有非磁性、较低的电阻温度系数(TCR)、优良的耐蚀性等优点，因此利用优质碳素钢锅炉用钢(20g)进行表面化学镀实验，在锅炉用钢表面镀上镍磷化学镀层，从而提高锅炉设备热部件抗磨抗蚀，提高表面硬度，延长使用寿命，对于我国蒸汽及动力锅炉使用具有重要实际应用价值和理论意义，同时还可以向大型电站锅炉等领域推广。
　　?
　　2 实验方法?
　　
　　2.1 镀液组成及工艺条件?
　　NiSO4．6H2O 25～40 g/L；NaH2PO2 25～30g/L；Pb(AC)2微量；Na(AC) 12～15g/L；络合剂1（15 g/L乳酸）；络合剂2（15 g/L柠檬酸）；络合剂3（4 g/L乳酸+15 g/L柠檬酸）；络合剂4（3 g/L乳酸+13 g/L柠檬酸）；络合剂5（12 g/L乳酸+3 g/L柠檬酸）；温度 82～90℃；pH值 4.5～4.8。?
　　2.2 施镀基材?
　　实验采用的试样基材为20g（锅炉用钢），试样尺寸为20mm×15mm×10mm,原始硬度为HV189.22。?
　　2.3 施镀工艺条件及流程?
　　打磨→化学除油→清洗→20%H2SO4→清洗→3%H2SO4→清洗→快速入槽→吹干→除氢?
　　2.4 性能测试?
　　2.4.1 沉积速度的测定?
　　采用称重法来测定镀层的沉积速度，沉积速度为：?
　　v=ΔW/ρ×S×t×10?4(μm/h)
　　式中：ΔW-试件的增重，g;?
　　ρ-镀层平均密度，按含磷量为9%计算，则密度为7.9g/cm3 ；?
　　S-镀层面积，cm3；?
　　t-时间，h。?
　　2.4.2 镀液稳定性的测定?
　　采用PdCl2实验法测定镀液稳定性。将含有稳定剂的化学镀镍溶液加热到工作温度,向其中加入1-2ml浓度为100mg/l的氯化把溶液,测量生成黑色沉淀的时间,根据时间长短来判断其稳定性。?