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. 除銹液的組成及操作
除(chu)銹（活化(hua)）的目的就(jiu)是除(chu)去氧化(hua)膜(mo)，使鍍液(ye)和基體(ti)接觸，讓鍍覆反應順利進行。因此，該(gai)步驟是鍍覆成功與否的關鍵。
除(chu)銹液組成與操作條件：
硫(liu)酸 10% 、 時間(jian) 5~6 分鐘 、 溫度(du) 50~60℃
試件(jian)(jian)浸入(ru)除銹(xiu)液中后剛開始無任何跡象，大約2分鐘后，試件(jian)(jian)表(biao)面(mian)(mian)有少量氣泡(pao)冒出，表(biao)明有地方(fang)氧化膜已經被反(fan)應掉。除銹(xiu)液已經和基體(ti)接(jie)觸了(le)，隨著反(fan)應的(de)(de)進行，氣泡(pao)越(yue)來越(yue)多(duo)，經過5min的(de)(de)除銹(xiu)，將試件(jian)(jian)取出，先(xian)在冷水中激沖，再用熱(re)的(de)(de)蒸餾水沖洗，馬上將試件(jian)(jian)浸入(ru)鍍(du)液中，可以看(kan)到試件(jian)(jian)與鍍(du)液劇烈反(fan)應，經過2小時的(de)(de)鍍(du)覆(fu)，試件(jian)(jian)表(biao)面(mian)(mian)光亮呈現銀白色(se)，鍍(du)覆(fu)效果較好。
2. 化學鍍高(gao)磷Ni-P鍍液組成及工藝條件
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(ceng)形貌與組成(cheng)
a. 表面形貌
用XJL-02光學顯(xian)微(wei)鏡（江南光學儀器廠生產）觀察表(biao)面形(xing)貌，呈光亮的(de)銀白色，基(ji)體表(biao)面分布著胞狀結構，從截(jie)面圖看(kan)沉積層(ceng)厚度大約有20μm.
b. 鍍層組成(cheng)
采(cai)用JEOL JXA-840A電(dian)子探針分析儀（日本電(dian)子株式會社研制(zhi)）測得鍍層中鎳與磷(lin)的(de)原(yuan)子分數各(ge)為P10.96%,Ni 89.04%。磷(lin)含量(liang)(liang)在11%~12%之間，表明該鍍層屬于高磷(lin)含量(liang)(liang)鍍層。
4. 鍍層硬(ying)度(du)及高(gao)磷(lin)-鎳合金硬(ying)度(du)隨溫(wen)度(du)的(de)升高(gao)而增大的(de)機理
不(bu)銹(xiu)鋼基(ji)體、未經(jing)回(hui)火(huo)(huo)的鍍層(ceng)(ceng)以及在各種溫(wen)度條件下經(jing)回(hui)火(huo)(huo)處理后(hou)的鍍層(ceng)(ceng)顯微硬度測定結果見表4-34。試樣在HV-1000型臥(wo)式顯微硬度計（上海材(cai)料(liao)試驗(yan)機械生產）上每次測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. 鍍層結合力實驗
試(shi)(shi)件根據回火(huo)溫度的不(bu)同(tong)在WS-2002劃痕機上測試(shi)(shi)試(shi)(shi)件的結合力(li)，實驗(yan)結果見表(biao)4-35不(bu)同(tong)狀態(tai)下鍍層的結合力(li)。
從表4-35中可見，在300℃以前(qian)，鍍(du)層結(jie)合力(li)隨著(zhu)回火(huo)(huo)溫(wen)度的上升(sheng)而提高(gao)，300℃時鍍(du)層的結(jie)合力(li)達(da)到最高(gao)值，之后，回火(huo)(huo)溫(wen)度再升(sheng)高(gao)后，結(jie)合力(li)反而下降(jiang)。
因此，回(hui)火溫(wen)度最對不要通過300℃一般地說(shuo)，鍍層與基體的結合力是(shi)判(pan)斷鍍層性能(neng)好壞(huai)的重要依據。
6. 鍍層耐蝕性(xing)
a. 未經回火的(de)鍍層腐(fu)蝕速率測定
試(shi)樣(yang)先算出(chu)其表(biao)面積，然(ran)后用分析天(tian)平測出(chu)試(shi)樣(yang)在腐(fu)蝕(shi)前(qian)后的質量(liang)，經過(guo)240h的靜態腐(fu)蝕(shi)（腐(fu)蝕(shi)液每2天(tian)更新一次），根據試(shi)樣(yang)表(biao)面積及失重求出(chu)腐(fu)蝕(shi)速率。
b. 試(shi)樣腐(fu)蝕速(su)率的測定(ding)見(jian)表(biao)4-36
從(cong)表4-36可(ke)見，鎳磷化學(xue)鍍層(ceng)的(de)(de)腐蝕(shi)速率在10%鹽(yan)酸(suan)溶(rong)液(ye)、10%硫酸(suan)溶(rong)液(ye)和硫酸(suan)與(yu)鹽(yan)酸(suan)混(hun)合溶(rong)液(ye)都有(you)(you)二(er)十(shi)多(duo)(duo)倍的(de)(de)差距。只有(you)(you)在乙(yi)酸(suan)中才相近。Ni-P 鍍層(ceng)為非晶(jing)態合金(jin)鍍層(ceng)，從(cong)理論上講(jiang)，由于非晶(jing)態合金(jin)鍍層(ceng)組織結(jie)構(gou)(gou)均勻(yun)，無偏析、夾(jia)雜(za)物和第二(er)相，原子(zi)間呈現短程有(you)(you)序(xu)結(jie)構(gou)(gou)，沒有(you)(you)晶(jing)界(jie)、位錯以及與(yu)晶(jing)態有(you)(you)關的(de)(de)其他缺陷，是多(duo)(duo)種元素的(de)(de)固溶(rong)體，具有(you)(you)較好的(de)(de)化學(xue)和電化學(xue)均勻(yun)性，因此其，耐腐蝕(shi)性高(gao)。
c. 表4-37為不同回(hui)火溫度下鍍層(ceng)的(de)腐蝕速率
從(cong)表(biao)4-37可(ke)見，隨(sui)著回火(huo)溫(wen)度(du)的(de)(de)上升，鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)呈下(xia)降的(de)(de)趨勢。剛開始下(xia)降不大(da)，在(zai)300~350℃回火(huo)溫(wen)度(du)內，腐(fu)蝕速率上升很(hen)快，鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)回火(huo)發生晶(jing)化的(de)(de)完成，晶(jing)態(tai)結(jie)構相關的(de)(de)缺陷(xian)急劇增加，從(cong)而加大(da)腐(fu)蝕傾(qing)向。因(yin)此(ci)，要求(qiu)高耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)的(de)(de)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)可(ke)選擇(ze)(ze)鍍(du)態(tai)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)，耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)最好(hao)。如(ru)果既要求(qiu)耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕又要求(qiu)高耐(nai)(nai)(nai)磨、高硬度(du)的(de)(de)條件(jian)，可(ke)選擇(ze)(ze)較低(di)的(de)(de)回火(huo)溫(wen)度(du)處(chu)理，以達到鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)耐(nai)(nai)(nai)磨性(xing)、硬度(du)與耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕性(xing)的(de)(de)良(liang)好(hao)配合。
