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。
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。
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。 |
