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）的(de)目的(de)就是(shi)除(chu)去(qu)氧化膜，使鍍(du)(du)液(ye)和(he)基體(ti)接觸，讓(rang)鍍(du)(du)覆(fu)反應(ying)順利進行。因此，該(gai)步驟是(shi)鍍(du)(du)覆(fu)成功與否的(de)關鍵。
除銹液組成與(yu)操(cao)作條件：
硫酸 10% 、 時間 5~6 分鐘 、 溫度 50~60℃
試(shi)件(jian)浸入除(chu)銹(xiu)液(ye)中(zhong)(zhong)后剛開始無任何跡象(xiang)，大(da)約2分鐘后，試(shi)件(jian)表(biao)面有少量氣泡(pao)冒出(chu)，表(biao)明有地方(fang)氧化膜已(yi)經(jing)(jing)被反應(ying)掉。除(chu)銹(xiu)液(ye)已(yi)經(jing)(jing)和(he)基(ji)體接觸(chu)了，隨(sui)著反應(ying)的進行(xing)，氣泡(pao)越(yue)來越(yue)多，經(jing)(jing)過(guo)(guo)5min的除(chu)銹(xiu)，將試(shi)件(jian)取出(chu)，先(xian)在冷水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)激沖(chong)，再用熱的蒸餾(liu)水(shui)(shui)沖(chong)洗，馬上將試(shi)件(jian)浸入鍍液(ye)中(zhong)(zhong)，可(ke)以看到試(shi)件(jian)與鍍液(ye)劇烈反應(ying)，經(jing)(jing)過(guo)(guo)2小時的鍍覆，試(shi)件(jian)表(biao)面光亮呈現銀白(bai)色，鍍覆效果較好(hao)。
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. 鍍層形貌與組(zu)成(cheng)
a. 表面形貌
用XJL-02光(guang)學顯微鏡（江南光(guang)學儀器廠(chang)生產）觀察表(biao)面形貌，呈光(guang)亮的銀白色，基(ji)體(ti)表(biao)面分(fen)布著(zhu)胞狀結構，從截面圖看沉積層(ceng)厚度(du)大約有(you)20μm.
b. 鍍層組成
采用JEOL JXA-840A電(dian)子探(tan)針(zhen)分析(xi)儀(yi)（日本電(dian)子株式會(hui)社研制(zhi)）測得鍍層(ceng)中(zhong)鎳與磷(lin)(lin)的原子分數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷(lin)(lin)含量(liang)在11%~12%之間，表(biao)明該鍍層(ceng)屬(shu)于高(gao)磷(lin)(lin)含量(liang)鍍層(ceng)。
4. 鍍層硬(ying)度及高(gao)磷-鎳合金硬(ying)度隨(sui)溫度的升高(gao)而增大的機理(li)
不銹鋼(gang)基體(ti)、未經(jing)回火的鍍層(ceng)以及(ji)在各(ge)種溫度條件下(xia)經(jing)回火處理(li)后的鍍層(ceng)顯微硬(ying)(ying)度測(ce)定結果見(jian)表4-34。試樣(yang)在HV-1000型臥式顯微硬(ying)(ying)度計(ji)（上海材料試驗機械生產）上每次測(ce)3點(dian)。
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(ceng)結合力實驗
試件根據回火(huo)溫度的(de)不(bu)同在WS-2002劃痕機上測試試件的(de)結(jie)合力，實驗結(jie)果見表4-35不(bu)同狀態(tai)下鍍層的(de)結(jie)合力。
從表4-35中(zhong)可見，在300℃以(yi)前，鍍層結合力(li)隨著回火(huo)溫度的上(shang)升而(er)提高，300℃時鍍層的結合力(li)達(da)到最高值，之(zhi)后，回火(huo)溫度再升高后，結合力(li)反(fan)而(er)下降。
因此，回火溫度(du)最對不要(yao)通過300℃一般(ban)地說，鍍(du)層與基體的結合力是判斷(duan)鍍(du)層性能(neng)好壞的重要(yao)依(yi)據。
6. 鍍層耐蝕性
a. 未經回(hui)火的鍍層腐蝕速率測(ce)定
試(shi)(shi)樣(yang)先算出(chu)其表面積(ji)，然(ran)后用分析天平(ping)測出(chu)試(shi)(shi)樣(yang)在腐(fu)蝕(shi)(shi)前(qian)后的質量，經過240h的靜態腐(fu)蝕(shi)(shi)（腐(fu)蝕(shi)(shi)液(ye)每(mei)2天更新一次），根據試(shi)(shi)樣(yang)表面積(ji)及失重求出(chu)腐(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv)。
b. 試樣腐蝕速率的測定見表4-36
從(cong)表4-36可(ke)見，鎳磷(lin)化(hua)學鍍(du)層的腐蝕速率(lv)在(zai)(zai)10%鹽酸(suan)溶(rong)液、10%硫(liu)酸(suan)溶(rong)液和(he)硫(liu)酸(suan)與鹽酸(suan)混合溶(rong)液都有二(er)十多(duo)(duo)倍(bei)的差距。只有在(zai)(zai)乙(yi)酸(suan)中才相(xiang)近。Ni-P 鍍(du)層為非晶(jing)態合金鍍(du)層，從(cong)理論上講，由于非晶(jing)態合金鍍(du)層組織結(jie)構均(jun)勻，無(wu)偏析、夾(jia)雜物(wu)和(he)第(di)二(er)相(xiang)，原子間呈現短程(cheng)有序結(jie)構，沒(mei)有晶(jing)界、位錯以及(ji)與晶(jing)態有關的其他缺陷，是多(duo)(duo)種元(yuan)素的固溶(rong)體(ti)，具(ju)有較好的化(hua)學和(he)電化(hua)學均(jun)勻性，因(yin)此其，耐腐蝕性高(gao)。
c. 表4-37為不同回火溫度(du)下鍍層的腐蝕(shi)速率
從(cong)表(biao)4-37可(ke)見，隨著(zhu)回火溫(wen)度的(de)(de)上(shang)升，鍍(du)層的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)呈(cheng)下(xia)降(jiang)的(de)(de)趨(qu)勢。剛開(kai)始下(xia)降(jiang)不(bu)大，在300~350℃回火溫(wen)度內(nei)，腐(fu)蝕(shi)(shi)速率上(shang)升很快，鍍(du)層回火發生晶化的(de)(de)完成，晶態結構相(xiang)關的(de)(de)缺陷急(ji)劇增加(jia)，從(cong)而加(jia)大腐(fu)蝕(shi)(shi)傾向。因此，要(yao)求高(gao)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)鍍(du)層可(ke)選(xuan)擇(ze)鍍(du)態鍍(du)層，耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)最好(hao)。如果既要(yao)求耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)又要(yao)求高(gao)耐(nai)磨、高(gao)硬(ying)度的(de)(de)條件，可(ke)選(xuan)擇(ze)較低的(de)(de)回火溫(wen)度處(chu)理，以(yi)達到鍍(du)層耐(nai)磨性(xing)、硬(ying)度與耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)良好(hao)配合。
