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(chu)銹液的組成(cheng)及操(cao)作

 除(chu)銹(xiu)（活化(hua)）的目的就是(shi)除(chu)去氧化(hua)膜，使鍍液和(he)基體(ti)接觸，讓鍍覆反應順利(li)進行。因此(ci)，該步驟是(shi)鍍覆成功(gong)與否的關鍵(jian)。

 除(chu)銹液組(zu)成與(yu)操作條件：

 硫(liu)酸(suan)  10%  、 時(shi)間 5~6 分鐘  、  溫度   50~60℃

 試件(jian)浸入(ru)除銹液(ye)中(zhong)(zhong)后剛開(kai)始無任何跡象，大(da)約2分鐘(zhong)后，試件(jian)表(biao)面(mian)有少量氣泡冒出(chu)，表(biao)明(ming)有地方氧化(hua)膜已經(jing)被反(fan)應(ying)掉。除銹液(ye)已經(jing)和(he)基體接觸了(le)，隨著(zhu)反(fan)應(ying)的進行(xing)，氣泡越來越多，經(jing)過5min的除銹，將試件(jian)取(qu)出(chu)，先在冷水中(zhong)(zhong)激沖(chong)，再(zai)用熱的蒸餾水沖(chong)洗(xi)，馬上將試件(jian)浸入(ru)鍍(du)液(ye)中(zhong)(zhong)，可以(yi)看到試件(jian)與鍍(du)液(ye)劇烈反(fan)應(ying)，經(jing)過2小時的鍍(du)覆(fu)，試件(jian)表(biao)面(mian)光亮呈現銀(yin)白色，鍍(du)覆(fu)效(xiao)果較好。

2. 化學鍍高磷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(du)層形(xing)貌與組成(cheng)

 a. 表面形(xing)貌

 用XJL-02光(guang)學(xue)顯微鏡（江南(nan)光(guang)學(xue)儀器(qi)廠(chang)生產）觀察表面形貌，呈光(guang)亮的(de)銀白色(se)，基體表面分布(bu)著(zhu)胞狀結(jie)構，從截面圖看沉積(ji)層厚度大約有20μm.

  b. 鍍層組(zu)成

  采用JEOL JXA-840A電(dian)子(zi)探針分(fen)析儀（日本電(dian)子(zi)株式(shi)會社研制）測得鍍(du)層中(zhong)鎳與磷(lin)的原子(zi)分(fen)數各(ge)為P10.96%,Ni 89.04%。磷(lin)含量(liang)在(zai)11%~12%之間，表明該(gai)鍍(du)層屬于(yu)高磷(lin)含量(liang)鍍(du)層。

4. 鍍層硬度及(ji)高磷-鎳合金硬度隨溫度的升高而(er)增大的機理

 不(bu)銹鋼基體、未(wei)經回(hui)(hui)火的鍍層以(yi)及在各種溫度條件下經回(hui)(hui)火處(chu)理后的鍍層顯(xian)微硬度測定結(jie)果見表(biao)4-34。試樣在HV-1000型臥式顯(xian)微硬度計（上海材料(liao)試驗機(ji)械生產）上每次測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. 鍍層結(jie)合力實驗

 試件(jian)根據回火溫度的(de)不同在WS-2002劃痕機(ji)上測試試件(jian)的(de)結合(he)力(li)(li)，實驗結果(guo)見表(biao)4-35不同狀態下鍍層的(de)結合(he)力(li)(li)。

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

 因此，回火溫(wen)度(du)最對不要通過300℃一般地說，鍍層與基體的結合力是判斷(duan)鍍層性能好壞的重(zhong)要依據。

6. 鍍層耐蝕性

a. 未(wei)經回火的(de)鍍層腐蝕(shi)速率測定

  試(shi)樣(yang)(yang)先算出其表面積，然后用分(fen)析天平測出試(shi)樣(yang)(yang)在腐蝕前(qian)后的(de)(de)質(zhi)量，經過240h的(de)(de)靜態腐蝕（腐蝕液每2天更新一次），根據試(shi)樣(yang)(yang)表面積及(ji)失重求出腐蝕速(su)率。

b. 試(shi)樣腐蝕速率的測定見表4-36 

  從表4-36可見，鎳磷化(hua)學鍍(du)層(ceng)的(de)腐(fu)蝕速率在(zai)10%鹽酸(suan)溶液(ye)、10%硫酸(suan)溶液(ye)和(he)硫酸(suan)與鹽酸(suan)混(hun)合溶液(ye)都有(you)(you)(you)二(er)十多(duo)倍的(de)差距。只有(you)(you)(you)在(zai)乙酸(suan)中才相近。Ni-P 鍍(du)層(ceng)為非晶(jing)(jing)態(tai)合金鍍(du)層(ceng)，從理論(lun)上(shang)講，由于非晶(jing)(jing)態(tai)合金鍍(du)層(ceng)組織結構均勻，無(wu)偏析(xi)、夾雜物和(he)第(di)二(er)相，原子(zi)間呈(cheng)現短程有(you)(you)(you)序結構，沒有(you)(you)(you)晶(jing)(jing)界(jie)、位錯以(yi)及(ji)與晶(jing)(jing)態(tai)有(you)(you)(you)關(guan)的(de)其(qi)他(ta)缺陷，是(shi)多(duo)種元(yuan)素的(de)固溶體，具有(you)(you)(you)較好的(de)化(hua)學和(he)電化(hua)學均勻性(xing)，因(yin)此(ci)其(qi)，耐腐(fu)蝕性(xing)高。

c. 表4-37為不同回(hui)火溫度(du)下鍍層(ceng)的腐蝕速率

  從(cong)表4-37可見(jian)，隨著(zhu)回(hui)火溫度(du)的(de)上(shang)升(sheng)，鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕性(xing)(xing)呈下(xia)降的(de)趨勢。剛(gang)開始下(xia)降不大，在300~350℃回(hui)火溫度(du)內，腐蝕速率上(shang)升(sheng)很快(kuai)，鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)回(hui)火發生(sheng)晶化(hua)的(de)完成，晶態結(jie)構相關的(de)缺陷急劇增加，從(cong)而加大腐蝕傾(qing)向(xiang)。因此，要求高(gao)耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)的(de)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)可選(xuan)(xuan)擇鍍(du)(du)態鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)，耐(nai)(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)最好。如果既(ji)要求耐(nai)(nai)(nai)腐蝕又要求高(gao)耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)、高(gao)硬度(du)的(de)條件，可選(xuan)(xuan)擇較低的(de)回(hui)火溫度(du)處理，以達到鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)、硬度(du)與耐(nai)(nai)(nai)腐蝕性(xing)(xing)的(de)良好配合。