电镀镍磷合金
核心提示：用电镀方法可以方便地获得含磷量十分稳定的高磷(14％±0．5％)和低磷(10％．4-0．5％)的镍磷合金。经300％热处理2h可得到高硬质合金，这时合金以Ni2P、Ni3P等结构的金属间化合物散布于镍基质之中，镀层致密光亮，孔隙率很少。
用电镀方法可以方便地获得含磷量十分稳定的高磷(14％&0．5％)和低磷(10％．4-0．5％)的镍磷合金。经300％热处理2h可得到高硬质合金，这时合金以Ni2P、Ni3P等结构的金属间化合物散布于镍基质之中，镀层致密光亮，孔隙率很少。
电镀非晶态合金是提高材料功能的一个工程学科分支，引起了广泛的重视。非晶态材料的结构内部没有晶界，从而大大提高了材料的耐蚀性和热稳定性。在非晶态电镀中镍磷合金是主要的研究和开发的对象。镀层的结构与镀层磷含量有关：含磷1％的合金是过饱和固溶体结晶的非平衡合金；含磷3％晶粒就显著细化；含磷8％以上是单相的非晶态合金，没有晶界等缺陷，耐蚀性极高；当磷含量在15％以上时，镍原子3d不对称电子层由P层给的电子填满，波尔磁子消失。
镍磷合金的磁性随含磷量而变化，含磷小于8％属于磁性镀层，随含磷量升高而磁性减弱，含磷大于l4％属于抗磁体。
镍磷合金具有许多优良的物理化学性能，在电子工业、化工、机械、核能等工业中有广泛的用途，也是高温焊接的优良镀层。
镍磷合金与镀硬铬、光亮镍综合性能比较，列于表4&5&4。
表4&5&4Ni&P合金与硬铬及光亮镍的比较
由表4&5&4可知镍磷合金可代硬铬，许多性质优于硬铬和亮镍。由于电磷比易管理、成本明显降低，将是获得镍磷合金的主要工艺方法。
(一)电镀镍磷合金的工艺规范(见表4&5&5)
表4&5&5电镀镍磷合金的工艺规范
(二)主要成分和工艺参数的影响
提供被镀金属的主盐，只有当镍离子达到一定浓度时，镍和磷才能发生共沉积。随镍盐提高，阴极电流效率提高，镀层质量改善，但镍过高镀层粗糙，含磷量降低，以130g／L～200g／L为宜。
2．次磷酸盐和亚磷酸
是镀层中磷成分的来源，它们在阴极还原生成的磷进入镀层。
次磷酸盐在阳极上氧化成亚磷酸，配方7加入适当添加剂能抑制其氧化反应。
有些配方，如N01，N03中次磷酸盐和亚磷酸总计超过15g／L则镀层与基体结合力差。
镀层中的磷随次磷酸盐和亚磷酸的增加而提高，镀层光亮度亦提高，当次磷酸钠达25g／L时镀层中磷含量几乎不再变化。用亚磷酸比用次磷酸盐稳定性好些。
3．pH值的影响
这是电镀镍磷合金的关键参数，pH值由3升高到4镀层中含磷量直线下降，镀层硬度和耐蚀性下降。配方7当pH值为2～3，采用2A／dm2～3A／dm2电镀可获含磷l0％～l2％的光亮镍磷合金，阴极电流效率也超过90％。由于亚磷酸盐溶解度低，所以电镀必须在低PH值下进行。
4．温度的影响
温度对镀层质量特别是内应力产生重要影响。在室温下镀层内应力大，镀层边缘会龟裂剥落。随镀液温度升高，镀层内应力降低，沉积速度加快。一般控制在65℃&2℃左右。
5．电流密度
随电流密度提高，镀层中磷含量相应降低，过高产生边缘效应甚至&烧焦&，产生镀层色泽不均及脱落现象。2A／dm2～3A／dm2之间含磷在10％以上。
以次磷酸钠作磷的来源时，在电镀过程中次磷酸易被阳极氧化成亚磷酸，积累到一定浓度则有亚磷酸镍析出，添加剂能有效地抑制亚磷酸盐沉淀，提高了镀液的化学稳定性。同时添加剂还有利于提高镀层的性能，减少麻点，降低内应力等作用。
相关阅读： & & & &
网友关注排行榜快速注册成为生意地用户
请输入密码
生意地会员登录
请输入密码
短时间内热处理后镍磷合金镀层的性能
短时间内热处理后镍磷合金镀层的性能
&&&&表面处理网讯：由于优良的耐腐蚀性、耐磨性和其它性能以及电镀法无可比拟的均镀能力等方面的特点，化学镀镍磷非晶态合金在工业生产领域被广泛地应用。但是，由于化学镀镍磷合金特殊的加工工艺过程和镀层性能，迄今为止，人们不仅对镍磷合金镀层的反应沉积过程了解不甚清楚，同时对影响镍磷合金镀层性能的诸多因素也考察不够。 &&&&目前石油工业对镍磷合金镀层的应用抱有浓厚的兴趣，尤其希望将其应用到油田集输管道，以解决近年来高矿化度、H2S、CO2和细粉砂对集输管道造成的强烈的腐蚀、冲刷腐蚀损坏。而集输管道应用化学镀镍磷合金技术的难点，除了施镀工艺技术外，还在于镀覆后管道的焊接问题。焊接过程对镍磷合金镀层的耐腐蚀性能有何种影响？焊口处会不会形成阳极区或电偶对而加速腐蚀？焊缝区的温度分布及其对镍磷合金镀层组织结构的影响是极为复杂的［1］。因此，深入了解焊接过程中的温度和时间组合条件对镍磷合金镀层性能的影响很有必要。本文通过短时间热处理的方式模拟焊接热影响区中各点的情况，研究镍磷合金镀层性能的变化规律。&&&&2试验内容&&&&试验样品为60mm×50mm×3mm的Q235(A3)钢，采用AEN540高耐蚀耐磨化学镀镍磷合金技术［2］对样品实施化学镀，以获得镍磷合金镀层，镀层厚度为25μm。然后，在马弗炉中进行不同温度、不同时间的热处理。为了考察短时间热处理条件对镍磷合金镀层性能的影响，采用表1的热处理条件。&&&&X射线衍射试验采用D／max-TA型衍射仪进行测量。试验条件为：钴靶辐射，石墨单色器滤波，管压40kV，管流100mA，狭缝宽度DS／SS均为1°，RS为0.15mm，采用闪烁计数管计数。&&&&镀层硬度采用HX-1显微硬度计测试，测试条件为：100g，15s。每个样品至少测试3个点，然后取平均值。&&&&电化学测试采用美国EG＆GPARM352腐蚀电化学测试系统和M388电化学阻抗谱测试系统进行测量。参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。采用如图1所示的有机玻璃制作的电解池，以利于大尺寸试验样品进行多点测试，免去机加工过程对镍磷合金镀层表面的影响。实验溶液为3.5%NaCl，常温常压。&&&&3试验结果及讨论&&&&对各种条件热处理后的样品进行X射线衍射分析后发现：在1000℃、60s条件下热处理后的镍磷合金镀层表现出明显的尖锐峰，表明镀层已发生晶化，并有Ni3P等金属间化合物相析出。除了1000℃、60s条件外，在所有试验温度和时间条件下进行热处理后的镍磷合金镀层均基本保持了与镀态镀层相同的非晶态结构特征，均在2θ＝52°时呈现漫散峰。但是，在这些漫散峰上，均不同程度地叠加有小的尖峰，如图2所示。这说明这些镀层均发生了不同程度的晶化。图3是不同温度、时间为30s热处理后的镍磷合金镀层的硬度与热处理温度的相互关系。由图3可见，在短时间热处理条件下，随着热处理温度的升高，镍磷合金镀层的硬度是随之增加的，在700℃时，硬度达到最大值；温度进一步升高，硬度反而下降。这一结果与常规热处理(1h)在400℃呈现硬度最大值结果有很大的不同。镍磷合金镀层硬度的提高来自于镀层中Ni3P硬质相的析出，而Ni3P硬质相析出量的多少取决于镀层晶化程度，或原子扩散重排的程度以及Ni3P析出相的颗粒大小和分散程度。&&&&镀层在一定温度下保温一定时间就为原子扩散重排提供了一定的能量，从而使镀层发生了非晶态向晶态的转变。从图2的X射线衍射谱图上所显示的尖峰可以证明，镀层确实发生了原子扩散重排，Ni3P相析出并弥散在镀层中，使镀层发生了不同程度的晶化。显然，在高温下，原子扩散速度较快，能在较短的时间内发生一定量的原子扩散重排，使得在700℃、30s热处理后，镀层硬度得到了很大的提高。进一步升高温度，晶化热驱动能量增大，使得析出的Ni3P相颗粒更容易长大，分散度下降，镀层硬度反而下降。&&&&对不同条件下热处理后的镍磷合金镀层进行了动电位极化曲线的测量。图4分别是3个典型温度和不同时间热处理条件下的极化曲线。表2是根据动电位极化曲线，由PAR公司M352腐蚀电化学分析软件计算得到的相应的电化学参数。由图4可见，短时间热处理后，镍磷合金镀层没有表现出明显的钝化趋势。与镀态相比，随着电位的升高，热处理后镀层的阳极溶解电流表现出较为复杂的变化关系。图5表示了短时间热处理后，镍磷合金镀层的腐蚀电位(Ecorr)和腐蚀电流(Icorr)随温度的变化关系。从这些试验结果可以看到，经400℃热处理，镀层的腐蚀电位随保温时间的延长而降低，但腐蚀电流、阳极溶解电流均小于镀态镀层的腐蚀电流和阳极溶解电流。温度达到700℃，腐蚀电位进一步降低，而腐蚀电流则反而减少；10s、30s热处理后的阳极溶解电流高于镀态镀层，热处理时间延长(60s)后才使得阳极溶解电流降低。在1000℃，腐蚀电位出现正移趋势，腐蚀电流则达到最小；而阳极溶解电流只有在延长热处理时间(60s)才能小于镀态镀层的阳极溶解电流。腐蚀电位随热处理温度的升高和时间延长而负移的原因在于：由于镀层表面发生了氧化，并且发生部分晶化，原有非晶态所具有的化学成分的均匀性和电化学均匀性受到了破坏，出现了晶粒、晶界，而Ni3P相是更具阳极性、电位更负的成分，因此其腐蚀电位负移。&&&&结论&&&&(1)短时间热处理对镍磷合金镀层的非晶态性质产生一定程度的影响，使之具有晶化的趋势。&&&&(2)短时间热处理亦能有效地提高镍磷合金镀层表面的硬度，在700℃条件下硬度达到最大值。&&&&(3)镍磷合金镀层表面短时间氧化能有效地改变其腐蚀电位，并且随热处理条件的不同，腐蚀电位的变化趋势也不尽相同。&&&&(4)镍磷合金镀层表面形成的氧化膜有效地降低了镀层的腐蚀电流和阳极溶解电流，增加了镀层的耐蚀性。
注：本站所有信息来自于互联网，均为原作者观点，不代表生意地立场，如侵犯贵方权益可通过邮件反馈
【来源】电镀在线
已有0条评论
您可以输入150个字符
发布成功，请等待审核...
其他行业资讯
其他最新消息君，已阅读到文档的结尾了呢~~
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
电镀镍磷合金研究现状及前景
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口}