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. 除銹液的(de)組成及(ji)操作(zuo)
除(chu)銹（活化）的目的就(jiu)是除(chu)去氧化膜，使鍍液和基體接觸，讓鍍覆反應順利進行。因此，該步驟(zou)是鍍覆成功(gong)與(yu)否的關鍵。
除銹液組成與(yu)操作條件：
硫酸(suan) 10% 、 時間 5~6 分鐘(zhong) 、 溫度 50~60℃
試(shi)件(jian)(jian)浸(jin)入(ru)除銹(xiu)液(ye)中(zhong)后剛開始(shi)無任何跡象(xiang)，大約(yue)2分(fen)鐘后，試(shi)件(jian)(jian)表面(mian)有少量(liang)氣(qi)泡冒出，表明有地方(fang)氧化膜已經(jing)被反(fan)應(ying)掉。除銹(xiu)液(ye)已經(jing)和(he)基體(ti)接觸了，隨著反(fan)應(ying)的進行(xing)，氣(qi)泡越來越多(duo)，經(jing)過(guo)5min的除銹(xiu)，將(jiang)試(shi)件(jian)(jian)取(qu)出，先(xian)在冷水中(zhong)激沖，再用(yong)熱(re)的蒸餾(liu)水沖洗，馬上將(jiang)試(shi)件(jian)(jian)浸(jin)入(ru)鍍液(ye)中(zhong)，可以看到試(shi)件(jian)(jian)與鍍液(ye)劇烈反(fan)應(ying)，經(jing)過(guo)2小時的鍍覆，試(shi)件(jian)(jian)表面(mian)光(guang)亮呈現銀白色，鍍覆效果較好。
2. 化學鍍高(gao)磷Ni-P鍍液(ye)組成及工藝(yi)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(biao)面形貌
用XJL-02光學(xue)顯微(wei)鏡（江南光學(xue)儀(yi)器廠生產）觀察表面(mian)形貌，呈光亮的銀白色，基體表面(mian)分布著胞狀(zhuang)結構，從截面(mian)圖看沉積(ji)層厚(hou)度大約(yue)有20μm.
b. 鍍層組(zu)成
采(cai)用JEOL JXA-840A電子(zi)探(tan)針分析儀（日本電子(zi)株式會社研制）測(ce)得鍍層(ceng)中鎳與(yu)磷的原子(zi)分數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷含量在11%~12%之間，表(biao)明該鍍層(ceng)屬于高磷含量鍍層(ceng)。
4. 鍍層硬度及高磷-鎳(nie)合金(jin)硬度隨溫度的升高而(er)增(zeng)大的機理
不銹鋼(gang)基(ji)體、未經回(hui)火的鍍層以及在各種溫度(du)條件下(xia)經回(hui)火處理后的鍍層顯(xian)微(wei)硬度(du)測定結果見表(biao)4-34。試樣在HV-1000型臥式顯(xian)微(wei)硬度(du)計（上海材料試驗機械生產）上每次測3點。
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(du)層結合力實驗
試(shi)(shi)件(jian)根據回火溫(wen)度的(de)不同在WS-2002劃痕機上測試(shi)(shi)試(shi)(shi)件(jian)的(de)結合(he)力(li)，實(shi)驗結果見表(biao)4-35不同狀態下鍍層(ceng)的(de)結合(he)力(li)。
從表4-35中可見，在(zai)300℃以(yi)前，鍍(du)層結合力(li)隨著回火溫度的上升(sheng)而提高(gao)(gao)，300℃時鍍(du)層的結合力(li)達(da)到最(zui)高(gao)(gao)值，之(zhi)后(hou)，回火溫度再升(sheng)高(gao)(gao)后(hou)，結合力(li)反而下降(jiang)。
因(yin)此，回(hui)火溫度最對不要通過300℃一般地(di)說，鍍層與基體的結合(he)力是(shi)判斷鍍層性能好壞的重要依據。
6. 鍍層耐蝕性
a. 未經(jing)回火的鍍層腐蝕速率(lv)測(ce)定
試樣先算出其表(biao)(biao)面積(ji)，然后用分析(xi)天平測出試樣在腐(fu)(fu)蝕前后的質(zhi)量(liang)，經過240h的靜態腐(fu)(fu)蝕（腐(fu)(fu)蝕液每2天更新一次(ci)），根(gen)據(ju)試樣表(biao)(biao)面積(ji)及失重求出腐(fu)(fu)蝕速率。
b. 試樣腐蝕速率的測(ce)定見表4-36
從表4-36可見(jian)，鎳磷化學鍍(du)層的腐(fu)蝕(shi)速率在10%鹽(yan)酸溶液(ye)、10%硫酸溶液(ye)和硫酸與鹽(yan)酸混合溶液(ye)都有(you)(you)二(er)十多倍的差距。只有(you)(you)在乙酸中才相近。Ni-P 鍍(du)層為非晶態合金鍍(du)層，從理(li)論(lun)上(shang)講，由于非晶態合金鍍(du)層組織結(jie)構均(jun)勻(yun)，無偏(pian)析、夾(jia)雜物和第(di)二(er)相，原(yuan)子間呈(cheng)現短程有(you)(you)序結(jie)構，沒有(you)(you)晶界、位錯以及(ji)與晶態有(you)(you)關的其(qi)他(ta)缺(que)陷(xian)，是多種元(yuan)素的固(gu)溶體，具有(you)(you)較好的化學和電化學均(jun)勻(yun)性，因(yin)此其(qi)，耐腐(fu)蝕(shi)性高(gao)。
c. 表4-37為(wei)不(bu)同回火溫(wen)度下鍍層的腐蝕速率
從表4-37可見，隨(sui)著回(hui)(hui)火(huo)溫度(du)的(de)(de)(de)上升(sheng)，鍍(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)呈下(xia)降的(de)(de)(de)趨勢。剛開始下(xia)降不大(da)，在300~350℃回(hui)(hui)火(huo)溫度(du)內，腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率上升(sheng)很快，鍍(du)層(ceng)(ceng)回(hui)(hui)火(huo)發生晶化的(de)(de)(de)完成，晶態結構(gou)相關的(de)(de)(de)缺(que)陷急(ji)劇增加，從而加大(da)腐(fu)(fu)蝕(shi)傾向。因(yin)此，要求(qiu)(qiu)高耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鍍(du)層(ceng)(ceng)可選擇(ze)鍍(du)態鍍(du)層(ceng)(ceng)，耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)最好。如果既要求(qiu)(qiu)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)又要求(qiu)(qiu)高耐(nai)磨、高硬度(du)的(de)(de)(de)條件(jian)，可選擇(ze)較(jiao)低的(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)溫度(du)處(chu)理，以達(da)到(dao)鍍(du)層(ceng)(ceng)耐(nai)磨性(xing)(xing)、硬度(du)與耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)良好配合(he)。
