YL12高溫高磷Ni-P化學(xué)鍍研究及應(yīng)用.pdf

1、本文論述了Ni-P 化學(xué)鍍和Ni-P-SiC復(fù)合化學(xué)鍍的反應(yīng)機(jī)理，并對化學(xué)鍍反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析。針對鋁合金（YL12）及鎂合金（AZ91）基體材料，得到了適宜的前處理和化學(xué)鍍鎳配方（JXD），鍍液配方在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，側(cè)重非主鹽成分的選擇，采用了復(fù)合絡(luò)合劑、促進(jìn)劑及緩沖劑組合，并且通過實(shí)驗(yàn)和性能表征，研究了工藝與鍍層性能的規(guī)律，主要的研究結(jié)果如下：
　　 (1)采用堿性-酸性雙溶液體系化學(xué)鍍鎳磷合金工藝，研究出了適

2、合鋁合金（YL12）和鎂合金（AZ91）化學(xué)鍍鎳磷合金的溶液配方（JXD）和相應(yīng)的工藝。
　　 堿性預(yù)鍍鎳磷合金：NiSO4·6H2O30g/L，NaH2PO2·H2O25g/L，(NH4)3C6H2O7100g/L，pH8.2，溫度65℃，時(shí)間6min。酸性鍍鎳磷合金：NiSO4·6H2O30g/L，NaH2PO2·H2O25g/L，(NH4)3C6H2O710g/L，C3H6O3 30ml/L，NaAC 10g/L，pH值5

3、.0，溫度85℃?；瘜W(xué)鍍時(shí)間根據(jù)具體厚度而定。
　　 (2)采用“JXD”鍍液配方得到的Ni-P鍍層為非晶態(tài)高磷鍍層，具有較高的耐鹽霧腐蝕性；磷含量大于12％，顯微硬度達(dá)到670HV，均高于普通高磷鍍層；鍍層的表面形貌受pH的影響較大，鍍層的胞狀結(jié)構(gòu)尺寸隨著pH的增加而增大。
　　 (3)研究表明：浸鋅是鋁合金化學(xué)鍍鎳磷合金工藝中的關(guān)鍵步驟之一，浸鋅的溶液配方和工藝參數(shù)為：ZnSO4 40g/L，NaOH 90g/L，N

4、aF 1g/L，F(xiàn)ecl3 1g/L，KNaC4O4H406 10g/L，溫度42 ℃，一次浸鋅時(shí)間90s，二次浸鋅時(shí)間18s，在此條件下得到的浸鋅層較為均勻致密，呈現(xiàn)淺灰色。
　　 (4)“JXD”鍍液同樣適用于AZ91鎂合金；通過PdCl2加速實(shí)驗(yàn)測定鍍液穩(wěn)定性大于25min；鍍液使用壽命為5MTO。
　　 (5)與黎明航天發(fā)動(dòng)機(jī)公司實(shí)際應(yīng)用配方鍍層對比得出“JXD”配方鍍層致密，均勻，硬度高。利用掃描電鏡和能譜儀等

5、現(xiàn)代分析工具，對“JXD”配方Ni-P鍍層的成分、組織結(jié)構(gòu)、顯微硬度、穩(wěn)定性、耐鹽霧腐蝕及摩擦磨損性能等作了研究。
　　 (6)鍍態(tài)下鍍層呈典型的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)；熱處理溫度達(dá)到500 ℃時(shí)呈現(xiàn)明顯晶態(tài)結(jié)構(gòu)，晶體產(chǎn)物為Ni和Ni3P。
　　 (7)熱處理對鍍層耐蝕性有很大的影響，熱處理溫度在100～200 ℃或高于450℃時(shí)，鍍層耐蝕性明顯提高；200～450 ℃為高腐蝕熱處理溫度區(qū)。
　　 (8)熱處理溫度低于200

6、 ℃時(shí)，隨著熱處理溫度的升高，鍍層的硬度略微降低；200～300 ℃時(shí)，顯微硬度隨溫度升高而緩慢升高；溫度超過300 ℃時(shí)，鍍層的硬度隨熱處理溫度的升高出現(xiàn)陡增。
　　 (9)SiC微粒在非真空長時(shí)間放置易發(fā)生團(tuán)聚，高剪切分散控制粒徑1～3μm 后，SiC微粒才能較好的吸附沉積在鍍層表面，形成Ni-P-SiC化學(xué)復(fù)合鍍層。
　　 (10)鍍層的硬度、SiC顆粒良好的潤滑性是影響鍍層耐磨性的重要因素。
　　 Ni-