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)銹液的組成及操作

 除(chu)(chu)銹(xiu)（活(huo)化）的目(mu)的就是除(chu)(chu)去氧化膜(mo)，使鍍液和基體接(jie)觸(chu)，讓鍍覆反應順利(li)進行。因(yin)此(ci)，該步(bu)驟是鍍覆成功(gong)與(yu)否的關鍵(jian)。

 除銹(xiu)液組(zu)成與(yu)操(cao)作條件：

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

 試(shi)件(jian)(jian)浸入(ru)除(chu)(chu)銹(xiu)液(ye)中(zhong)后剛開始無任何跡象，大約2分鐘(zhong)后，試(shi)件(jian)(jian)表(biao)面有少量氣泡冒出，表(biao)明有地(di)方氧(yang)化膜已經(jing)(jing)被反(fan)應掉。除(chu)(chu)銹(xiu)液(ye)已經(jing)(jing)和基體接觸了，隨著反(fan)應的進(jin)行，氣泡越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多，經(jing)(jing)過(guo)5min的除(chu)(chu)銹(xiu)，將試(shi)件(jian)(jian)取出，先在(zai)冷水中(zhong)激沖(chong)，再用(yong)熱的蒸餾水沖(chong)洗，馬上將試(shi)件(jian)(jian)浸入(ru)鍍(du)液(ye)中(zhong)，可以看到試(shi)件(jian)(jian)與(yu)鍍(du)液(ye)劇烈反(fan)應，經(jing)(jing)過(guo)2小時的鍍(du)覆，試(shi)件(jian)(jian)表(biao)面光亮(liang)呈現銀白色，鍍(du)覆效果(guo)較好(hao)。

2. 化學(xue)鍍高磷Ni-P鍍液組(zu)成及工藝條(tiao)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(mao)

 用XJL-02光學顯微鏡(jing)（江南光學儀器廠生產）觀察表面形(xing)貌(mao)，呈光亮的(de)銀白色，基(ji)體(ti)表面分(fen)布著胞狀結構，從截面圖看(kan)沉積層厚度大約有20μm.

  b. 鍍層組(zu)成(cheng)

  采用(yong)JEOL JXA-840A電子探針分(fen)析儀（日本電子株式會(hui)社研(yan)制）測得鍍(du)層(ceng)中鎳與磷(lin)的原子分(fen)數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷(lin)含量(liang)(liang)在11%~12%之間，表明該鍍(du)層(ceng)屬(shu)于高磷(lin)含量(liang)(liang)鍍(du)層(ceng)。

4. 鍍層硬(ying)度及高磷-鎳合金硬(ying)度隨溫度的升高而增大(da)的機理(li)

 不銹鋼基體、未經回火(huo)的(de)鍍層以及在各種溫度條(tiao)件下(xia)經回火(huo)處理(li)后的(de)鍍層顯(xian)微(wei)硬(ying)度測定結果見表(biao)4-34。試(shi)樣在HV-1000型臥式(shi)顯(xian)微(wei)硬(ying)度計（上海材料(liao)試(shi)驗機械生產(chan)）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(ceng)結合力實(shi)驗

 試(shi)件(jian)根據回火溫度的(de)不(bu)同在WS-2002劃痕機(ji)上測試(shi)試(shi)件(jian)的(de)結合(he)力，實驗(yan)結果見表4-35不(bu)同狀(zhuang)態下鍍(du)層的(de)結合(he)力。

 從(cong)表4-35中(zhong)可(ke)見，在300℃以前，鍍層(ceng)結(jie)(jie)合力隨著(zhu)回(hui)(hui)火(huo)溫(wen)度的(de)上(shang)升而提高(gao)(gao)，300℃時(shi)鍍層(ceng)的(de)結(jie)(jie)合力達到最高(gao)(gao)值(zhi)，之后(hou)，回(hui)(hui)火(huo)溫(wen)度再升高(gao)(gao)后(hou)，結(jie)(jie)合力反而下降。

 因此(ci)，回火溫度最(zui)對不要通過(guo)300℃一般地說(shuo)，鍍(du)(du)層與基體(ti)的(de)結合力是(shi)判(pan)斷鍍(du)(du)層性能好壞的(de)重要依據。

6. 鍍層耐蝕性

a. 未經回火的鍍層腐蝕速率測定

  試(shi)樣先算(suan)出(chu)其表(biao)面積(ji)，然后用分析天平(ping)測出(chu)試(shi)樣在腐蝕(shi)前后的(de)質量(liang)，經過240h的(de)靜態腐蝕(shi)（腐蝕(shi)液(ye)每2天更新一次），根據試(shi)樣表(biao)面積(ji)及(ji)失重求出(chu)腐蝕(shi)速率(lv)。

b. 試(shi)樣腐蝕速率的測定見(jian)表4-36 

  從表4-36可見(jian)，鎳磷化(hua)學鍍(du)(du)層(ceng)的(de)(de)腐蝕速率(lv)在10%鹽酸(suan)溶(rong)液、10%硫酸(suan)溶(rong)液和(he)硫酸(suan)與鹽酸(suan)混合(he)溶(rong)液都有(you)二十多(duo)倍的(de)(de)差(cha)距(ju)。只有(you)在乙酸(suan)中才相近。Ni-P 鍍(du)(du)層(ceng)為非晶(jing)(jing)態合(he)金(jin)鍍(du)(du)層(ceng)，從理論上講，由于非晶(jing)(jing)態合(he)金(jin)鍍(du)(du)層(ceng)組織結構(gou)均勻，無偏析、夾(jia)雜物(wu)和(he)第(di)二相，原子間呈現短程有(you)序(xu)結構(gou)，沒有(you)晶(jing)(jing)界、位錯以及(ji)與晶(jing)(jing)態有(you)關的(de)(de)其他缺陷(xian)，是多(duo)種(zhong)元素(su)的(de)(de)固溶(rong)體，具有(you)較(jiao)好的(de)(de)化(hua)學和(he)電化(hua)學均勻性，因(yin)此其，耐腐蝕性高。

c. 表4-37為不同回火(huo)溫度下鍍層的腐蝕(shi)速率(lv)

  從表4-37可見，隨著回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)上升，鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)呈下(xia)降的(de)(de)(de)趨(qu)勢(shi)。剛開始下(xia)降不(bu)大，在300~350℃回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)內，腐(fu)蝕(shi)速率(lv)上升很快，鍍(du)層(ceng)(ceng)回(hui)火(huo)發生晶化的(de)(de)(de)完成，晶態結構相關的(de)(de)(de)缺陷急劇(ju)增(zeng)加，從而(er)加大腐(fu)蝕(shi)傾向。因此，要求高(gao)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鍍(du)層(ceng)(ceng)可選擇鍍(du)態鍍(du)層(ceng)(ceng)，耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)最好。如果既要求耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)又(you)要求高(gao)耐(nai)(nai)磨、高(gao)硬度(du)(du)的(de)(de)(de)條件，可選擇較低的(de)(de)(de)回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)處理，以達(da)到(dao)鍍(du)層(ceng)(ceng)耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)、硬度(du)(du)與耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)良好配合。