本方法對(duì)321不銹鋼球閥進(jìn)行預(yù)處理后，不經(jīng)預(yù)鍍鎳和誘導(dǎo)體觸發(fā)，而直接進(jìn)行化學(xué)鍍鎳2小時(shí),鍍層Ni、P質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為88.37%和11.63%經(jīng)過(guò)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(shí)達(dá)到最大值為1000HV。鍍層與基體的結(jié)合力隨鍍層回火溫度的升高呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。在300℃時(shí)達(dá)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(yuǎn)高于不銹鋼基體，而經(jīng)過(guò)回火后的鍍層的耐蝕性比未經(jīng)回火的低。因此，根據(jù)對(duì)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

 除銹（活化）的目的就是除去氧化膜，使鍍液和基體接觸，讓鍍覆反應(yīng)順利進(jìn)行。因此，該步驟是鍍覆成功與否的關(guān)鍵。

 除銹液組成與操作條件：

 硫酸  10%  、 時(shí)間 5~6 分鐘  、  溫度   50~60℃

 試件浸入除銹液中后剛開(kāi)始無(wú)任何跡象，大約2分鐘后，試件表面有少量氣泡冒出，表明有地方氧化膜已經(jīng)被反應(yīng)掉。除銹液已經(jīng)和基體接觸了，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣泡越來(lái)越多，經(jīng)過(guò)5min的除銹，將試件取出，先在冷水中激沖，再用熱的蒸餾水沖洗，馬上將試件浸入鍍液中，可以看到試件與鍍液劇烈反應(yīng)，經(jīng)過(guò)2小時(shí)的鍍覆，試件表面光亮呈現(xiàn)銀白色，鍍覆效果較好。

2. 化學(xué)鍍高磷Ni-P鍍液組成及工藝條件

硫酸鎳（NiSO₄·7H₂O)  25g/L  、 穩(wěn)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(shí)間   2小時(shí)

3. 鍍層形貌與組成

 a. 表面形貌

 用XJL-02光學(xué)顯微鏡（江南光學(xué)儀器廠生產(chǎn)）觀察表面形貌，呈光亮的銀白色，基體表面分布著胞狀結(jié)構(gòu)，從截面圖看沉積層厚度大約有20μm.

  b. 鍍層組成

  采用JEOL JXA-840A電子探針?lè)治鰞x（日本電子株式會(huì)社研制）測(cè)得鍍層中鎳與磷的原子分?jǐn)?shù)各為P10.96%,Ni 89.04%。磷含量在11%~12%之間，表明該鍍層屬于高磷含量鍍層。

4. 鍍層硬度及高磷-鎳合金硬度隨溫度的升高而增大的機(jī)理

 不銹鋼基體、未經(jīng)回火的鍍層以及在各種溫度條件下經(jīng)回火處理后的鍍層顯微硬度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4-34。試樣在HV-1000型臥式顯微硬度計(jì)（上海材料試驗(yàn)機(jī)械生產(chǎn)）上每次測(cè)3點(diǎn)。

 由表4-34可見(jiàn)，鍍層的硬度較基體從397HV升高到520HV(第1組），鍍層經(jīng)過(guò)熱處理回火后，硬度進(jìn)一步提高，在300~350℃的間隔的硬度上升最快。原因是鍍層發(fā)生了品態(tài)轉(zhuǎn)變，熱處理使鍍層與基體金屬元素發(fā)生相互擴(kuò)散，從而提高鍍層硬度，且能使鍍層經(jīng)歷如下變化：非品態(tài)－晶態(tài)－晶粒聚集長(zhǎng)大。磷原子的擴(kuò)散聚集使磷原子聚集到鎳的特定晶面上，迫使其適應(yīng)鎳的結(jié)構(gòu)，形成共格關(guān)系，使其局部應(yīng)力場(chǎng)引起嚴(yán)重畸變，故加快了硬度增加的趨勢(shì)；當(dāng)磷原子聚集到足夠數(shù)量，滿足鎳磷原子數(shù)之比為3:1的關(guān)系時(shí)，析出金屬間化合物，與固溶體具有共格關(guān)系，引起共格沉淀硬化作用，所以此時(shí)硬度增加很多；非晶態(tài)Ni-P合金加熱到一定溫度形成的原子集團(tuán)，逐漸發(fā)展成結(jié)晶核心，起到一定的強(qiáng)化作用，故硬度增加；晶化反應(yīng)后，晶化相發(fā)生畸變，增加了鍍層的塑變抗力，硬度提高；當(dāng)有Ni₃P生成時(shí)，鍍層被強(qiáng)化，Ni₃P聚集粗化。由此可見(jiàn)，鎳磷鍍層發(fā)生了典型的沉淀強(qiáng)化過(guò)程；而非晶態(tài)Ni₃P體積分?jǐn)?shù)大于Ni,成為基體，產(chǎn)生分散強(qiáng)化作用，所以高溫?zé)崽幚砗缶哂休^高的硬度?？梢哉f(shuō)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(duì)鍍層進(jìn)行350℃回火處理。

5. 鍍層結(jié)合力實(shí)驗(yàn)

 試件根據(jù)回火溫度的不同在WS-2002劃痕機(jī)上測(cè)試試件的結(jié)合力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4-35不同狀態(tài)下鍍層的結(jié)合力。

 從表4-35中可見(jiàn)，在300℃以前，鍍層結(jié)合力隨著回火溫度的上升而提高，300℃時(shí)鍍層的結(jié)合力達(dá)到最高值，之后，回火溫度再升高后，結(jié)合力反而下降。

 因此，回火溫度最對(duì)不要通過(guò)300℃一般地說(shuō)，鍍層與基體的結(jié)合力是判斷鍍層性能好壞的重要依據(jù)。

6. 鍍層耐蝕性

a. 未經(jīng)回火的鍍層腐蝕速率測(cè)定

  試樣先算出其表面積，然后用分析天平測(cè)出試樣在腐蝕前后的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)240h的靜態(tài)腐蝕（腐蝕液每2天更新一次），根據(jù)試樣表面積及失重求出腐蝕速率。

b. 試樣腐蝕速率的測(cè)定見(jiàn)表4-36 

  從表4-36可見(jiàn)，鎳磷化學(xué)鍍層的腐蝕速率在10%鹽酸溶液、10%硫酸溶液和硫酸與鹽酸混合溶液都有二十多倍的差距。只有在乙酸中才相近。Ni-P 鍍層為非晶態(tài)合金鍍層，從理論上講，由于非晶態(tài)合金鍍層組織結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)偏析、夾雜物和第二相，原子間呈現(xiàn)短程有序結(jié)構(gòu)，沒(méi)有晶界、位錯(cuò)以及與晶態(tài)有關(guān)的其他缺陷，是多種元素的固溶體，具有較好的化學(xué)和電化學(xué)均勻性，因此其，耐腐蝕性高。

c. 表4-37為不同回火溫度下鍍層的腐蝕速率

  從表4-37可見(jiàn)，隨著回火溫度的上升，鍍層的耐腐蝕性呈下降的趨勢(shì)。剛開(kāi)始下降不大，在300~350℃回火溫度內(nèi)，腐蝕速率上升很快，鍍層回火發(fā)生晶化的完成，晶態(tài)結(jié)構(gòu)相關(guān)的缺陷急劇增加，從而加大腐蝕傾向。因此，要求高耐蝕性的鍍層可選擇鍍態(tài)鍍層，耐蝕性最好。如果既要求耐腐蝕又要求高耐磨、高硬度的條件，可選擇較低的回火溫度處理，以達(dá)到鍍層耐磨性、硬度與耐腐蝕性的良好配合。