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1、０１１４４２０１５年第１期(４６)卷文章編號(hào):１００１Ｇ９７３１(２０１５)０１Ｇ０１１４４Ｇ０４?四硼酸鈉對(duì)化學(xué)鍍鎳磷非晶鍍層鍍速及耐蝕性能的影響張慶樂１,付傳起２,雍帆１,駱旭梁１,王宙１(１．大連大學(xué)物理學(xué)院表面工程中心,遼寧大連１１６６２２;２．大連大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,遼寧大連１１６６２２)摘要:采用化學(xué)鍍的方法在４５＃碳鋼試樣表面制＃碳鋼片作為化學(xué)鍍基體材料.４５備了四硼酸鈉(硼砂)促進(jìn)NiＧP沉積的非晶鍍層.利２．２工藝流程用掃描電子顯微鏡和X射線觀察及分析了鍍層的表工藝流程為拋光打磨→除油→水
2、洗→除銹→水洗面形貌與表面結(jié)構(gòu),研究了四硼酸鈉的濃度對(duì)非晶鍍→活化→水洗→化學(xué)沉積→水洗→烘干.層的表面形貌、沉積速率、P含量、孔隙率以及耐蝕性２．３鍍液組成與工藝條件能的影響.結(jié)果表明,添加一定量的四硼酸鈉能使鍍鍍液組成包括硫酸鎳(NiSO４?６H２O)２５~３０g/L、層晶粒更加細(xì)化,分布更為均勻,鍍層的沉積速率有很次亞磷酸鈉(NaH２PO２?H２O)２５~３０g/L、乙酸鈉大的提高.隨著四硼酸鈉含量的增加,沉積速率逐漸(NaC)１４~１６g/L、檸檬酸(C?H)２H３O２６H８O７２O升高,而鍍層中
3、的磷含量逐漸降低.當(dāng)四硼酸鈉的含５~８g/L、四硼酸鈉(Na２B４O７?１０H２O)０~２．５g/L.量超過２．５g/L時(shí),鍍液的穩(wěn)定性會(huì)大大的降低;鍍速鍍液pH值為４．５~５．５,恒溫水浴溫度控制在８５~８７℃達(dá)到最大值２１．３５μm/h;磷含量最低為１４．３％.四硼之間,施鍍時(shí)間為２h.施鍍完畢取出試片用去離子水酸鈉的加入對(duì)鍍層的耐蝕性影響不大,但可以提高沉清洗后烘干.積速率從而提高鍍層的使用周期,具有很好的經(jīng)濟(jì)效２．４性能分析益和使用價(jià)值.２．４．１SEM、DES、XRD關(guān)鍵詞:化學(xué)鍍NiＧP非晶鍍
4、層;四硼酸鈉;耐蝕性;利用SEM(SU８０００日立高新技術(shù)公司)、EDS鍍速(SU８０００日立高新技術(shù)公司)、XRD(DX２７００日本島中圖分類號(hào):TG１７４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A津公司)分析鍍層的表面形貌和組織結(jié)構(gòu)(各設(shè)備型號(hào)DOI:１０．３９６９/ji．ssn．１００１Ｇ９７３１．２０１５．０１．０３０和參數(shù)).１引言２．４．２鍍速由增重法測(cè)定稱量覆鍍前后試樣的質(zhì)量,以單位化學(xué)鍍NiＧP合金鍍層是一種有效的耐蝕鍍層,其時(shí)間內(nèi)的增重作為沉積速率.計(jì)算式為硬度強(qiáng)度較高、結(jié)合強(qiáng)度高、耐磨耐蝕性能好,因而在石油、機(jī)械
5、、電子、航空等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用[１Ｇ６].在這υ＝M－M０×１０４(１)t?A?ρ種鍍層中,當(dāng)P含量的逐漸增加時(shí),鍍層會(huì)逐步由晶態(tài)式中,υ為鍍速,μm/h;M０、M分別為試樣鍍前、向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變,如此鍍層的耐蝕效果也會(huì)越來越好.鍍后的質(zhì)量,g;t為施鍍時(shí)間,h;A為試樣表面積,然而P含量的增加會(huì)導(dǎo)致鍍層的鍍速逐漸降低,造成２;,?。罚筭/cm３[１３].鍍層厚度減少,因而大大降低了鍍層耐蝕性能[７Ｇ９].四cmρ為化學(xué)鍍鎳層密度２．４．３鍍層的孔隙率硼酸鈉可以充當(dāng)輔助絡(luò)合劑,起到提高化學(xué)鍍NiＧP合[１０
6、Ｇ１２]采用藍(lán)點(diǎn)法測(cè)量鍍層的孔隙率.室溫下,把在金鍍層鍍速的作用.為了獲得綜合性能優(yōu)異的鎳磷非晶鍍層,本文在１５g/LK３[Fe(CN)６]和２５g/LNaCl溶液中浸泡后的濾紙貼在試樣表面,１０min后檢查單位面積濾紙上高磷合金鍍層的工藝基礎(chǔ)上,通過添加不同濃度的四２[１４]硼酸鈉,研究不同四硼酸鈉濃度對(duì)鍍層表面形貌、鍍層的藍(lán)褐色斑點(diǎn)數(shù)(個(gè)/cm).鍍速和鍍層磷含量、鍍層孔隙率及鍍層耐蝕性能的影２．４．４鍍層的腐蝕速率響,并確定了最佳工藝參數(shù).將試片分別置于３．５％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaCl、３．５％(質(zhì)量分
7、數(shù))HCl和５％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))HCl溶液中浸泡２１６h２實(shí)驗(yàn)進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn),第１次在２４h時(shí)取出,而后每隔４８h２．１材料取出通過天子天平進(jìn)行稱重,利用失重法,據(jù)公式計(jì)算實(shí)驗(yàn)選用尺寸為３５mm×４０mm×２．０mm的出鍍層的平均腐蝕速率?基金項(xiàng)目:中國石油科技創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(２０１０DＧ５００６Ｇ０６０３)收到初稿日期:２０１４Ｇ０５Ｇ０６收到修改稿日期:２０１４Ｇ０８Ｇ２５通訊作者:付傳起,EＧmail:fchq１９７４＠１６３．com作者簡(jiǎn)介:張慶樂(１９８８－),男,山東菏澤人,在讀碩士,師從王宙教授
8、、付傳起副教授,從事材料表面改性研究.張慶樂等:四硼酸鈉對(duì)化學(xué)鍍鎳磷非晶鍍層鍍速及耐蝕性能的影響０１１４５Δm層(圖１(a))相比,加入四硼酸鈉后化學(xué)鍍NiＧP非晶鍍４(２)v＝８．７６××１０ρ?S?h層(圖１(b)Ｇ(f))中粒子分布均勻且粒度細(xì)小.式中,v為鍍層的腐蝕速率,mm/a;Δm為鍍層腐圖２為四硼酸鈉濃度為２g/L時(shí)鍍層的能譜圖蝕前后樣品的質(zhì)量差,g;S為樣品的表面面積,cm２;ρ樣.由圖２可以看出,添加四硼酸鈉
