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)組成及操作
除銹（活(huo)化）的目(mu)的就(jiu)是除去氧化膜，使鍍(du)液和基(ji)體接觸，讓鍍(du)覆(fu)反應順(shun)利進(jin)行。因此(ci)，該步驟(zou)是鍍(du)覆(fu)成功(gong)與否的關(guan)鍵。
除銹液組成與操作條件：
硫酸 10% 、 時間 5~6 分鐘 、 溫度 50~60℃
試件浸入除(chu)銹液中后剛開始無(wu)任何跡(ji)象(xiang)，大約2分鐘后，試件表面有(you)(you)少(shao)量氣泡(pao)冒出(chu)，表明有(you)(you)地方(fang)氧化(hua)膜(mo)已(yi)經被反應掉(diao)。除(chu)銹液已(yi)經和(he)基體接觸(chu)了，隨著(zhu)反應的(de)進行，氣泡(pao)越來越多，經過(guo)(guo)5min的(de)除(chu)銹，將試件取出(chu)，先(xian)在冷水中激沖(chong)，再用熱的(de)蒸餾水沖(chong)洗(xi)，馬上將試件浸入鍍(du)液中，可以看到試件與鍍(du)液劇烈反應，經過(guo)(guo)2小時的(de)鍍(du)覆，試件表面光亮呈現銀白色(se)，鍍(du)覆效果較好。
2. 化學(xue)鍍高磷(lin)Ni-P鍍液組成(cheng)及工藝條件
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(xing)貌與組(zu)成
a. 表面形貌(mao)
用XJL-02光(guang)學顯微鏡（江南光(guang)學儀器廠生產）觀察表(biao)面形貌(mao)，呈光(guang)亮的銀白(bai)色(se)，基體表(biao)面分布著胞狀(zhuang)結構(gou)，從(cong)截面圖看沉積層厚(hou)度大約(yue)有20μm.
b. 鍍層(ceng)組(zu)成
采用(yong)JEOL JXA-840A電子探針分析儀（日本電子株式會社研制）測得鍍(du)層(ceng)中鎳(nie)與(yu)磷的原子分數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷含(han)量在11%~12%之間，表(biao)明該鍍(du)層(ceng)屬(shu)于高磷含(han)量鍍(du)層(ceng)。
4. 鍍層硬度(du)(du)及高磷-鎳合金硬度(du)(du)隨溫度(du)(du)的升高而(er)增大的機理(li)
不銹(xiu)鋼(gang)基體、未經回火(huo)的鍍(du)(du)層(ceng)以及(ji)在(zai)各(ge)種溫度條件下經回火(huo)處理(li)后的鍍(du)(du)層(ceng)顯微硬度測定結果見(jian)表4-34。試(shi)樣在(zai)HV-1000型臥(wo)式顯微硬度計（上(shang)海(hai)材料試(shi)驗機械生產）上(shang)每次測3點(dian)。
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)件(jian)根據(ju)回火溫度的(de)不(bu)同在WS-2002劃痕機上測(ce)試(shi)試(shi)件(jian)的(de)結合(he)力，實驗結果見表4-35不(bu)同狀態下鍍層(ceng)的(de)結合(he)力。
從表4-35中可見(jian)，在300℃以前，鍍層結(jie)合(he)(he)力隨著回(hui)火溫度的上升而提高，300℃時鍍層的結(jie)合(he)(he)力達到(dao)最高值，之后，回(hui)火溫度再(zai)升高后，結(jie)合(he)(he)力反而下(xia)降。
因此，回火溫度最對不要通過300℃一般地說(shuo)，鍍層與基體的(de)結(jie)合力(li)是判斷鍍層性(xing)能好壞的(de)重(zhong)要依(yi)據。
6. 鍍(du)層(ceng)耐蝕性
a. 未經回火的(de)鍍(du)層腐(fu)蝕(shi)速率(lv)測(ce)定
試(shi)樣(yang)先算出(chu)其表面積，然后用分析天平測出(chu)試(shi)樣(yang)在腐(fu)蝕前(qian)后的質量(liang)，經(jing)過240h的靜態腐(fu)蝕（腐(fu)蝕液每(mei)2天更新(xin)一次），根據試(shi)樣(yang)表面積及失重(zhong)求(qiu)出(chu)腐(fu)蝕速率(lv)。
b. 試樣腐(fu)蝕速率(lv)的(de)測定(ding)見表4-36
從表4-36可見，鎳磷化(hua)學(xue)鍍(du)層(ceng)的(de)腐(fu)(fu)蝕速率在10%鹽酸(suan)溶(rong)(rong)液、10%硫(liu)酸(suan)溶(rong)(rong)液和(he)(he)硫(liu)酸(suan)與(yu)鹽酸(suan)混合溶(rong)(rong)液都有(you)二十多倍的(de)差距。只有(you)在乙酸(suan)中才(cai)相近。Ni-P 鍍(du)層(ceng)為(wei)非晶態合金鍍(du)層(ceng)，從理論上講，由于非晶態合金鍍(du)層(ceng)組織結(jie)構均(jun)勻，無偏析、夾雜物(wu)和(he)(he)第二相，原子間呈現(xian)短程(cheng)有(you)序結(jie)構，沒有(you)晶界、位錯以及與(yu)晶態有(you)關的(de)其(qi)他缺陷，是多種元素的(de)固溶(rong)(rong)體(ti)，具(ju)有(you)較好的(de)化(hua)學(xue)和(he)(he)電(dian)化(hua)學(xue)均(jun)勻性，因(yin)此其(qi)，耐腐(fu)(fu)蝕性高。
c. 表4-37為不(bu)同回(hui)火溫度下鍍(du)層的腐蝕速率
從(cong)表4-37可(ke)(ke)見，隨(sui)著(zhu)回(hui)火(huo)溫(wen)度的(de)上(shang)升，鍍(du)層的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)呈下降的(de)趨勢。剛開始下降不大，在300~350℃回(hui)火(huo)溫(wen)度內，腐(fu)蝕(shi)速率上(shang)升很快，鍍(du)層回(hui)火(huo)發生晶化的(de)完成，晶態結構(gou)相關的(de)缺陷急劇增加(jia)，從(cong)而加(jia)大腐(fu)蝕(shi)傾向。因此(ci)，要(yao)求(qiu)高(gao)(gao)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)鍍(du)層可(ke)(ke)選(xuan)擇鍍(du)態鍍(du)層，耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)最好。如(ru)果既要(yao)求(qiu)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)又要(yao)求(qiu)高(gao)(gao)耐(nai)磨(mo)、高(gao)(gao)硬度的(de)條件，可(ke)(ke)選(xuan)擇較低(di)的(de)回(hui)火(huo)溫(wen)度處理，以達(da)到鍍(du)層耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)、硬度與耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)良好配(pei)合。
