本方法對321不銹鋼球閥進行預處理后，不經預鍍鎳和誘導體觸發，而直接進行化學鍍鎳2小時,鍍層Ni、P質量分數分別為88.37%和11.63%經過不同溫度回火，鍍層的顯微硬度隨著回火溫度的升高而增大。在350℃ 時達到最大值為1000HV。鍍層與基體的結合力隨鍍層回火溫度的升高呈現先升后降的趨勢。在300℃時達到最大值，為42.3N。Ni-P合金鍍層在10%的鹽酸、硫酸、鹽酸與硫酸的混合酸中的耐蝕性遠高于不銹鋼基體，而經過回火后的鍍層的耐蝕性比未經回火的低。因此，根據對球閥不同的性能要求選擇不同的處理工藝。

1. 除銹液的(de)組成及(ji)操作

 除銹（活化(hua)）的(de)目的(de)就是除去(qu)氧化(hua)膜，使(shi)鍍(du)液和(he)基體接觸(chu)，讓(rang)鍍(du)覆反應(ying)順利(li)進行。因此，該步驟(zou)是鍍(du)覆成功與否的(de)關鍵。

 除銹液組成(cheng)與操作(zuo)條件：

 硫酸(suan)  10%  、 時間 5~6 分鐘  、  溫度(du)   50~60℃

 試(shi)件浸(jin)入除銹(xiu)液中(zhong)后剛開始無任何跡象(xiang)，大約2分鐘后，試(shi)件表面有(you)少量(liang)氣泡冒出，表明有(you)地方氧(yang)化膜已經(jing)(jing)被(bei)反應掉(diao)。除銹(xiu)液已經(jing)(jing)和基體接觸了，隨著反應的(de)(de)(de)進行，氣泡越來越多，經(jing)(jing)過5min的(de)(de)(de)除銹(xiu)，將試(shi)件取出，先(xian)在冷水中(zhong)激沖，再用熱的(de)(de)(de)蒸餾水沖洗，馬上將試(shi)件浸(jin)入鍍(du)液中(zhong)，可以看(kan)到試(shi)件與鍍(du)液劇烈反應，經(jing)(jing)過2小時的(de)(de)(de)鍍(du)覆，試(shi)件表面光亮呈現銀(yin)白色，鍍(du)覆效果較好。

2. 化(hua)學鍍(du)高磷Ni-P鍍(du)液組成及工藝條件

硫酸鎳（NiSO₄·7H₂O)  25g/L  、 穩定劑   少量  、 pH    4.6   、溫度   90℃ 

次磷酸鈉（NaH₂PO₂·H₂O)  20g/L  、檸檬酸三鈉（Na₃C₆H₅O₇)  10g/L  

乙酸鈉（NaCH₃COO)   10g/L  、 乳酸（C₃H₆O₃)   25g/L  、鍍覆時間   2小時

3. 鍍層形貌與組成

 a. 表面形貌

 用XJL-02光學顯(xian)微鏡(jing)（江(jiang)南(nan)光學儀器廠生產）觀察表面(mian)形貌，呈光亮的銀白色，基體(ti)表面(mian)分布著(zhu)胞狀(zhuang)結構(gou)，從(cong)截面(mian)圖看(kan)沉(chen)積層厚度大約(yue)有20μm.

  b. 鍍層(ceng)組成

  采用JEOL JXA-840A電(dian)子(zi)探針分析儀(yi)（日本電(dian)子(zi)株式會社研制(zhi)）測得(de)鍍(du)層中鎳(nie)與(yu)磷的原子(zi)分數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷含(han)量在11%~12%之間(jian)，表明該(gai)鍍(du)層屬于高磷含(han)量鍍(du)層。

4. 鍍層(ceng)硬(ying)度及高磷-鎳(nie)合金硬(ying)度隨溫度的升(sheng)高而增大的機理

 不銹(xiu)鋼基體、未經回火(huo)(huo)的鍍層(ceng)以及在(zai)各種(zhong)溫(wen)度條件下(xia)經回火(huo)(huo)處理后的鍍層(ceng)顯(xian)微硬度測定結果見(jian)表4-34。試樣在(zai)HV-1000型臥式顯(xian)微硬度計（上(shang)(shang)海材料試驗機械生(sheng)產）上(shang)(shang)每次測3點。

 由表4-34可見，鍍層的硬度較基體從397HV升高到520HV(第1組），鍍層經過熱處理回火后，硬度進一步提高，在300~350℃的間隔的硬度上升最快。原因是鍍層發生了品態轉變，熱處理使鍍層與基體金屬元素發生相互擴散，從而提高鍍層硬度，且能使鍍層經歷如下變化：非品態－晶態－晶粒聚集長大。磷原子的擴散聚集使磷原子聚集到鎳的特定晶面上，迫使其適應鎳的結構，形成共格關系，使其局部應力場引起嚴重畸變，故加快了硬度增加的趨勢；當磷原子聚集到足夠數量，滿足鎳磷原子數之比為3:1的關系時，析出金屬間化合物，與固溶體具有共格關系，引起共格沉淀硬化作用，所以此時硬度增加很多；非晶態Ni-P合金加熱到一定溫度形成的原子集團，逐漸發展成結晶核心，起到一定的強化作用，故硬度增加；晶化反應后，晶化相發生畸變，增加了鍍層的塑變抗力，硬度提高；當有Ni₃P生成時，鍍層被強化，Ni₃P聚集粗化。由此可見，鎳磷鍍層發生了典型的沉淀強化過程；而非晶態Ni₃P體積分數大于Ni,成為基體，產生分散強化作用，所以高溫熱處理后具有較高的硬度。可以說鎳磷鍍層的晶化越完全，鍍層的硬度越高，而隨著溫度的升高，鍍層的晶化程度在不斷提高，所以鍍層硬度隨溫度的升高而增大，要求高耐磨性高硬度的鍍層可選擇對鍍層進行350℃回火處理。

5. 鍍(du)層結合力實(shi)驗

 試件(jian)根據(ju)回火溫度的(de)不同(tong)(tong)在(zai)WS-2002劃(hua)痕(hen)機上測試試件(jian)的(de)結(jie)(jie)合(he)力(li)，實驗結(jie)(jie)果見(jian)表4-35不同(tong)(tong)狀態下鍍(du)層(ceng)的(de)結(jie)(jie)合(he)力(li)。

 從表(biao)4-35中可見(jian)，在300℃以前，鍍層(ceng)結合(he)力(li)隨著回火溫度(du)的(de)上升(sheng)而(er)提高(gao)，300℃時鍍層(ceng)的(de)結合(he)力(li)達到最高(gao)值，之后，回火溫度(du)再升(sheng)高(gao)后，結合(he)力(li)反而(er)下降(jiang)。

 因此，回(hui)火溫度最對不要通(tong)過300℃一般地說，鍍層與基體的(de)結合力是判斷(duan)鍍層性能好壞的(de)重(zhong)要依據。

6. 鍍(du)層(ceng)耐(nai)蝕(shi)性

a. 未經(jing)回火的鍍層腐(fu)蝕(shi)速率測定

  試樣(yang)先算出其表面(mian)積，然后(hou)用(yong)分析天平測出試樣(yang)在腐(fu)(fu)蝕(shi)前后(hou)的質量(liang)，經過240h的靜態腐(fu)(fu)蝕(shi)（腐(fu)(fu)蝕(shi)液每2天更新一次），根據(ju)試樣(yang)表面(mian)積及(ji)失重求出腐(fu)(fu)蝕(shi)速率。

b. 試(shi)樣腐蝕速率的測定見表(biao)4-36 

  從表4-36可見，鎳磷(lin)化學鍍層的(de)(de)腐蝕速率在10%鹽酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液、10%硫酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液和(he)硫酸(suan)(suan)(suan)與鹽酸(suan)(suan)(suan)混合(he)溶(rong)液都(dou)有(you)二十多(duo)倍的(de)(de)差距。只(zhi)有(you)在乙酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)才相近。Ni-P 鍍層為非晶態合(he)金(jin)鍍層，從理論上講，由(you)于非晶態合(he)金(jin)鍍層組織(zhi)結構(gou)均(jun)勻，無偏析(xi)、夾雜物和(he)第二相，原(yuan)子間呈現短(duan)程有(you)序(xu)結構(gou)，沒有(you)晶界、位錯(cuo)以及與晶態有(you)關的(de)(de)其他缺陷，是多(duo)種(zhong)元素(su)的(de)(de)固(gu)溶(rong)體，具有(you)較好的(de)(de)化學和(he)電化學均(jun)勻性(xing)，因(yin)此(ci)其，耐腐蝕性(xing)高。

c. 表4-37為不同回火溫度下(xia)鍍層(ceng)的腐蝕速率

  從表4-37可(ke)見，隨著(zhu)回火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)上升，鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)呈下(xia)降的(de)(de)(de)趨勢。剛開始下(xia)降不大，在300~350℃回火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)內，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)上升很快(kuai)，鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)回火(huo)發生(sheng)晶(jing)化的(de)(de)(de)完成，晶(jing)態結構(gou)相關(guan)的(de)(de)(de)缺陷(xian)急劇增加，從而加大腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)傾向。因此，要求(qiu)(qiu)高耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)可(ke)選擇(ze)鍍(du)(du)(du)態鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)，耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)最好(hao)。如果既(ji)要求(qiu)(qiu)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)又(you)要求(qiu)(qiu)高耐(nai)磨(mo)、高硬度(du)(du)的(de)(de)(de)條件，可(ke)選擇(ze)較低的(de)(de)(de)回火(huo)溫(wen)(wen)度(du)(du)處理，以達到鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)耐(nai)磨(mo)性(xing)、硬度(du)(du)與耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)良(liang)好(hao)配合。