铸铁表面复合化学镀Ni—P预处理研究

化学镀Ni P PTFE 复合镀层的研究进展熊涛(武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064)摘 要:综述了近年来国内外在Ni P PT FE 复合镀层方面的研究进展。

重点探讨了表面活性剂、温度、pH 值、PT F E 粒子的分散等工艺参数对镀速、复合镀层中粒子分布及含量的影响,讨论了复合镀层的摩擦磨损性能及耐蚀性能,最后指出了Ni P P T FE 复合镀应用中存在的问题和未来发展方向。

关键词:N i P PT F E;化学复合镀;摩擦磨损;耐蚀性中图分类号:T G174.4 文献标识码:A 文章编号:1005 748X(2010)08 0636 03Research Progress in Electroless Ni P PTFE C omposite CoatingsXIONG Tao(Wuhan Institute of M ar ine Electric Pro pulsion,W uhan 430064,China)Abstract:Research pr og ress o f electro less N i P P T F E com posite co atings at home and abr oad in recent years isreviewed.T he effect s of surfacant ,temperatur e,pH,dispersing metho d o f P T FE o n the deposition behav ior of electro less co mpo site films are focused.T he fricto n w earability and cor rosion resistance o f composite coat ings ar e discussed.T he ex isting pr oblems and furture development o f electro less N i P P T FE ar e indicated.Key words:N iP PT F E;electr oless composit e co ating;friction and w ear ;co rr osion r esistance 0 引 言化学镀Ni P 镀层具有良好的耐蚀性、耐磨性、可焊性、厚度均匀以及良好的结合强度等优点,在航空航天、化工、机械、电子、汽车等领域得到了广泛应用[1]。

表面技术第50卷第12期Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究付传起a，黄亚忠b，李省君b，项永矿b（大连大学 a.机械工程学院 b.物理科学与技术学院，辽宁 大连 116622）摘要：目的制备具有不同电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层。

方法采用化学镀的方法，在Q235钢基体表面制备内层为低磷Ni-P合金、中层为高磷Ni-P合金、外层为Ni-Zn-P合金镀层的三层复合镀层。

通过金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、电化学工作站等仪器对复合镀层表面形貌、成分结构及腐蚀电位进行分析。

结果相较于低磷Ni-P镀层和高磷Ni-P镀层，Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的晶胞大小均匀一致且胞与胞之间致密平滑。

内层低磷Ni-P镀层断面厚度约为14.5 μm，镍的质量分数约为96.5%，磷的质量分数为3.5%；中层高磷Ni-P镀层断面厚度约为17.6 μm，镍的质量分数约为90.2%，磷的质量分数约为9.8%；Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层断面总厚度约为40 μm，镍的质量分数约为80.7%，锌和磷的质量分数分别为7.6%和11.7%。

在Tafel极化曲线中，Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的腐蚀电流密度最小，为3.815×10–6 A/cm2，具有更好的耐蚀性。

在模拟海水环境（5%NaCl溶液）中腐蚀220 h后，内层、中层组织腐蚀成片，出现孔洞且有点蚀，而Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层几乎没有腐蚀，只有部分区域出现点蚀，组织较为完整，说明三层镀层较单层、双层镀层具有更好的耐腐蚀性。

结论制备具有电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层具有更好的性能，且相较于内层单层、中层双层Ni-P合金镀层，其腐蚀速率也明显降低，耐腐蚀性能更好。

关键词：低磷Ni-P镀层；高磷Ni-P镀层；Ni-Zn-P镀层；三层复合镀层；化学镀；耐蚀性；极化曲线中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2021)12-0400-08DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2021.12.040Study on Preparation and Corrosion Resistance of Ni-P/Ni-Zn-PThree-layer Composite CoatingFU Chuan-qi a, HUANG Ya-zhong b, LI Sheng-jun b, XIANG Yong-kuang b(a. School of Mechanical Engineering, b. School of Physical Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China)ABSTRACT: Multi layer anode Ni-P/Ni-Zn-P composite coatings with different potential difference were prepared. A three-layer composite coating was prepared on the surface of Q235 low-carbon steel substrate by electroless plating, the inner layer was low-phosphorus Ni-P alloy, the middle layer was high-phosphorus Ni-P alloy, and the outer layer was Ni-Zn-P alloy收稿日期：2020-12-01；修订日期：2021-05-24Received：2020-12-01；Revised：2021-05-24作者简介：付传起（1974—），男，博士，副教授，主要研究方向为材料表面改性、材料功能涂层的制备、新型摩擦材料的制备及摩擦性能。

·52·2000年第37卷化工设备与管道Ni-P化学镀层换热器应用动向余存烨(上海石化股份有限公司科技开发公司,上海200540)摘要化学镀Ni-P镀层换热器在石化行业近年得到一定的工业应用,但由于工艺控制等原因,镀层具有孔隙,影响使用,采用镀后化学处理及涂敷有机涂层等,能使换热器防腐性能进一步提高。

关键词化学镀Ni-P镀层换热器1镀层换热器开发背景近年,随着石油化工装置运转或检修周期延长,从一年一修变为两年或三年一修,生产规模的扩大、原油加工的深度延伸、新工艺不断开发,以及国产原油变重、酸值增加、沿海沿江炼厂原油进口增加且其含硫量较高、对设备使用寿命要求越来越高。

主要是H2S、Cl-、CO2、环烷酸等已构成对设备安全运行的严重威胁。

特别是现代特大型石油炼制、化工、化纤、化肥等成套生产装置中,各类换热器约占整个设备投资的20～40%,从设计到制造,从使用到维护,防腐问题已成为企业经营与技术管理共同关心的焦点。

因为换热器不仅有物料与粉料,物料与水的热交换,而且有介质对设备材料内外侧的腐蚀,还有结垢与冲刷,如此复杂的工艺环境是其它类型设备碰不到的。

目前换热器的实用防腐手段,主要有涂层防腐,如C H-784,漆酚钛涂料;镀层防腐,如Ni-P化学镀;渗层防腐,如渗铝;材料防腐,如不锈钢、钛等。

上述防腐手段从耐用性、加工性与经济性等各方面综合评价,均不是完美无缺的。

如在含S、Cl-介质中,碳钢会产生严重腐蚀,不锈钢会产生点蚀与应力腐蚀破裂,不能确保换热设备长周期安全运转;有机涂层换热器一般需要一定厚度,需多道涂装与高温烘烤,施工工艺复杂,而且其耐温性不良,尤其是油品换热器,每次检修要用高压蒸汽吹扫,易造成涂层破坏。

而Ni-P镀层换热器因是非晶态合金,即金属玻璃,具有较高的耐腐蚀性(抗H2S、Cl-),耐高温(在380℃下可正常使用),抗冲刷与磨蚀(具有一定硬度),传热好(具有滴状冷凝效果),抗结垢(表面光滑)等优良特性。

化学镀Ni-P合金工艺方法是一种常见的表面处理工艺，它可以显著改善钢材的耐蚀性、耐磨性和耐疲劳性。

对于高强度钢材来说，化学镀Ni-P合金工艺显得尤为重要，因为它可以有效提高钢材的使用寿命和性能稳定性。

本文将针对适用于高强度钢的化学镀Ni-P合金工艺方法展开详细介绍。

一、工艺原理化学镀Ni-P合金工艺是通过在钢材表面沉积一层Ni-P合金涂层来实现对钢材表面性能的改善。

在化学镀过程中，钢材作为阴极，镀液中的镍盐和磷酸盐则作为阳极，通过电化学反应在钢材表面沉积出Ni-P合金层。

Ni-P合金层的成分可以根据需要进行调节，通常可以控制磷的含量，从而调节合金层的硬度、耐蚀性等性能。

二、工艺流程1. 预处理：将钢材表面进行除油、除锈、酸洗等处理，以确保钢材表面干净、光滑，有利于镀涂层的附着力和质量。

2. 化学镀涂：将预处理后的钢材浸泡在镀液中，作为阴极进行电镀。

镀液中通常含有镍盐、磷酸盐等主要成分，同时还会加入一些添加剂，如稳定剂、增溶剂等，以调节镀层的成分和性能。

3. 清洗和干燥：将镀涂后的钢材进行清洗、烘干等处理，以确保镀层表面的干净和光滑。

4. 热处理：对镀涂后的钢材进行热处理，以提高合金层的结晶度和硬度，进一步改善钢材的性能。

三、工艺优点1. 良好的耐蚀性：镀Ni-P合金层可以有效阻隔钢材表面与外界介质的接触，提高钢材的抗腐蚀性能。

2. 优秀的耐磨性：Ni-P合金层的硬度较高，可以有效提高钢材的耐磨性，延长使用寿命。

3. 良好的光洁度：化学镀Ni-P合金工艺可以在钢材表面形成光滑、均匀的镀层，提高钢材的外观质量。

4. 镀涂层可调性好：可以根据需要调节合金层的成分和厚度，以适应不同的使用环境和要求。

四、工艺应用1. 汽车零部件：汽车发动机缸套、气门、传动轴等零部件往往需要具备良好的耐磨和耐蚀性，化学镀Ni-P合金工艺可以满足这些零部件的性能要求。

2. 航空航天领域：对于飞机发动机、导弹部件等需要高强度和耐高温性能的零部件，化学镀Ni-P合金工艺也广泛应用。

基于SEM图像处理法的化学镀Ni-P合金表面改性基底层孔隙表征吕基成;许斌;钱建才;邹洪庆【摘要】目的对Ni-P合金表面层孔隙进行定量表征.方法通过SEM微观形貌图像分析孔隙分布,运用ImageJ软件对SEM图像进行处理,并统计分析Ni-P合金表面层孔隙的孔隙率、孔隙数目、等效直径等数据.结果电化学蚀刻在改性Ni-P合金表面层制备微孔层,随时间延长,表面微孔数量增多、孔径增大.蚀刻1,3,5 min的孔隙率分别为0.85%,4.34%,11.18%,蚀刻5 min后微孔发生交联,Ni-P合金层防护性能被破坏.结论电化学蚀刻3 min可在Ni-P合金表面层获得分布均匀、等效直径主要分布在100~850 nm之间的微孔.%Objective to study the quantitative characterization of surface layer pores of Ni-P alloy.Methods Microporous distribution was analyzed by observing SEM microstructure image. The software Image was adopted to treat SEM image and analyze porosity, number of pores, equivalent diameter, etc. on Ni-P alloy surface.Results A microporous layer was prepared on the modified NI-P surface by electrochemical etching. The amount of microporous and the aperture of pores were increased with time. The porosity of microporous after etching for 1min, 3min and 5min was 0.85%, 4.34% and 11.18%. The protection performance of Ni-P alloy was destroyed after etching 5min for.Conclusion After etching for 3min, the microporous of Ni-P layer with the equivalent diameter are distributed uniformly in the range of 100~850 nm.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2017(014)005【总页数】4页(P82-85)【关键词】电化学蚀刻;孔隙表征;孔隙率;Ni-P合金【作者】吕基成;许斌;钱建才;邹洪庆【作者单位】西南技术工程研究所,重庆 400039;西南技术工程研究所,重庆400039;西南技术工程研究所,重庆 400039;西南技术工程研究所,重庆 400039【正文语种】中文【中图分类】TJ01化学镀Ni-P合金镀层硬度高、耐蚀性好，且化学、力学和电磁性能优良，目前广泛应用于化工、机械、电子及航空航天等领域[1—3]。