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45号钢表面化学镀镍磷合金

放大字体  缩小字体发布日期:2012-03-01  浏览次数:1166
核心提示:摘要:在45号钢表面化学镀镍磷合金,获得含磷10%(质量分数)的镍磷合金镀层,比较了其与2Cr13不锈钢的耐磨性及在不同腐蚀介质中的耐

摘要:在45号钢表面化学镀镍磷合金,获得含磷10%(质量分数)的镍磷合金镀层,比较了其与2Cr13不锈钢的耐磨性及在不同腐蚀介质中的耐蚀性,结果表明,含磷10%的镍磷合金层的耐磨,耐蚀性均优于2Cr13不锈钢。

1前言

化学镀镍磷合金有较高的硬度,在常温下Ni—P的硬度大约为600klIⅡn2(相当于50~55rmc),经过400℃热处理1h后,硬度约为1100kg/mm2。镀层和基体如果前处理得当,结合力最高可达1200Mpa。镀层均匀,镀覆完毕,经热处理后,只需抛光即可使用,其形状也不会发生变化,因为它是在无电源的条件下形成镀层,无尖端电流密度过大而导致尖角、边缘等突出部分过厚的现象。甚至对于不通孔沟槽、螺纹等均可获得均匀的镀层。镍磷台金镀层平滑、耐磨性高、摩擦因数小,与镀铬相比,脱膜更加顺利,极少发生粘着、拉伤等现象,在各种腐蚀介质中耐蚀性优于不锈钢,适用于有腐蚀气体放出的塑料模。

2 试验方法

2.1挤塑模的镀覆工艺及预处理

45钢作为模具材料,其具体的处理工序为:下料→锻造→正火处理→调质处理→精加工→表面清理、清洗→化学脱脂→活化,水洗→Ni-P合金表面化学镀Ni—P合金酸性镀液的主要组成为NiSO4‘6H2O20g/L,Natf2PO2‘O20g/L,cH3COONa1Og/L,添加剂2.5g/L。镀层清洗,进行300%的低温时效处理,时间为2h。

2.2性能测试

2.2.1耐磨性的测试

采用磨损实验机将PVC塑料分别与M~P合金镀层和2Cr不锈钢进行于摩擦磨损实验,摩擦线速度为0.121m/s。

2.2.2耐蚀性的测试

在不同的腐蚀介质中进行Ni—P台金化学镀层和1Cr18Ni9Ti不锈钢的腐蚀性速率比较。

3 试验结果分析

3.1磨损试验结果分析

Ni~P台金化学镀层与2Cr13不锈钢的磨损试验结果见表1。从表1明显可以看出,NI—P台金镀层比2Crl3不锈钢耐磨,特别是随着摩擦次数的增加,即磨损时问的延长,Ni~P合金镀层的磨损趋于平缓,而2Cr13不锈钢的磨损量却明显增大。

 

45号钢磨损实验表

 

硬质PVC塑料含有一定的Ti02等硬质填料,在摩擦运动过程中充当磨粒,使得摩擦表面受到磨粒磨损的作用。由于2Cr13不锈钢硬度较低,磨粒很容易切人基体,产生梨沟效应,梨沟两边发生很大的塑性变形,继而被后面的磨粒切削成磨屑,磨损量较大一。Ni—P合金镀层是以Ni—P为基体的非晶态组织,由于它的分散强化作用,使镀层表面具有很高的硬度,可达65HRc。

3.2腐蚀试验结果分析

不同环境介质下Ni—P(=10%)合金化学镀层与1Crl8Ni9Ti不锈钢的耐腐蚀试验结果见表2。

 

不同介质环境下Ni-p合金化学镀层腐蚀速率

 

从表2可以看出:Ni-P合金镀层在多种腐蚀介质中具有良好的耐蚀性能,表中所列的腐蚀介质比PVC塑料挤出成型的环境条件恶劣得多。显然Ni—P合金镀层充当PVC塑料挤出异型材的表面工作是适合的。而且表2提供的数据表明Ni—P合金镀层的耐蚀性优于1Crl8NigTi不锈钢,当然也优于2Cr13不锈钢。

低磷状态时,以镍为基体的固溶体具有强烈的耐蚀性能。随着Ⅳj—P合金镀层中磷含量的增加,镀层组织由结晶态向非结晶态转化,最终形成均一的单相非晶组织.不存在晶界错位等组织缺陷和化学缺陷,具有较强的抗电化学腐蚀作用同时由于Ni—P合金化学镀无需电极,是基体表面本身具有催化性的化学沉积过程,没有尖端效应,具有良好的“仿型性”,镀层厚度均匀、致密,作为一种屏障把基体周围介质完全隔离开来,不会产生点蚀等局部效应,所以45钢Ni—P化学镀层具有很好的耐蚀性能。

4 结论

磨损、腐蚀试验结果表明:对塑料异型材挤塑定型模板来说,45钢Ni—P合金化学镀用材代替不锈钢是一种经济实惠的方法。实际生产中,一些厂家用此方法处理的模具已正常使用了4年以上,至今仍然保持着良好的工作状态。

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