锅炉用钢ｎｉ－ｐ合金化学镀的工艺研究的论文

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1、锅炉用钢Ｎｉ－Ｐ合金化学镀的工艺研究的论文作者：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

2、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

3、　　　　2.1镀液组成及工艺条件　　niso4•6h2o25～40g/l；nah2po225～30g/l；pb(ac)2微量；na(ac)12～15g/l；络合剂1（15g/l乳酸）；络合剂2（15g/l柠檬酸）；络合剂3（4g/l乳酸+15g/l柠檬酸）；络合剂4（3g/l乳酸+13g/l柠檬酸）；络合剂5（12g/l乳酸+3g/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。　　

4、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=δ/h)　　式中：δ3；　　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。　　2.4.3显微

5、硬度　　检测方法用日本future科技产的fm-300显微硬度仪测定镀层硬度,对每个试片取5个不同位置测试,然后取平均值。载荷为10g，加载时间5s。　　2.4.4镀层表面形貌及镀层含磷量的测定　　采用日本岛津公司生产的s2400n扫描电镜及能谱仪分析测定　　　　3优化镀层的显微结构及能谱分析　　　　通过多次的实验得到的最适宜方案：硫酸镍30g/l，次亚磷酸钠为28g/l，醋酸铅1.0mg/l，醋酸钠13g/l，络合剂为柠檬酸10g/l，乳酸4，ph值为4.5，施镀温度为90℃。用sem观察最适宜镀层表面、横截面形貌并进行分析

6、。　　3.1镀层表面显微形貌　　镀层具有胞状结构，平均粒度为5μm，沉积方式为颗粒堆积，为典型的非晶结构，显微硬度为hv727.92，与原始基体相比硬度提高约3.78倍。　　3.2镀层表面能谱分析　　由扫描电镜能谱分析获得最适宜镀液的镀层成分结果见图3.2，由图可以看出，镀层中只有镍和磷两种元素，其中，磷含量为15.10%。据文献报道ni-p镀层只要含磷量在8%(g/l，醋酸钠13g/l，柠檬酸10g/l，乳酸4，ph值为4.5，施镀温度为90℃。　　（2）采用最适宜工艺得到的镀层，镀层致密无缺陷，镀层含磷量为15.10%，镀

7、层硬度高达hv727.92，镀液稳定，沉积速度为22.38μm/h。