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. 除銹液的組成及(ji)操作
除銹（活化(hua)）的目的就是除去氧化(hua)膜，使鍍液和(he)基體接觸，讓(rang)鍍覆反應順利進(jin)行。因此，該步(bu)驟是鍍覆成功(gong)與(yu)否(fou)的關鍵。
除銹液組成與操(cao)作(zuo)條(tiao)件：
硫酸(suan) 10% 、 時(shi)間 5~6 分鐘 、 溫度 50~60℃
試(shi)件(jian)浸入除(chu)銹液(ye)中(zhong)后(hou)剛開始無任何跡象，大約(yue)2分鐘后(hou)，試(shi)件(jian)表面有(you)少量氣泡冒出，表明有(you)地方(fang)氧(yang)化膜已經(jing)被反應(ying)掉。除(chu)銹液(ye)已經(jing)和基體接觸了，隨著反應(ying)的進(jin)行，氣泡越(yue)來越(yue)多，經(jing)過(guo)5min的除(chu)銹，將(jiang)(jiang)試(shi)件(jian)取(qu)出，先在冷水中(zhong)激沖(chong)，再用(yong)熱的蒸餾(liu)水沖(chong)洗，馬上(shang)將(jiang)(jiang)試(shi)件(jian)浸入鍍(du)(du)液(ye)中(zhong)，可以看到試(shi)件(jian)與鍍(du)(du)液(ye)劇烈反應(ying)，經(jing)過(guo)2小時的鍍(du)(du)覆(fu)，試(shi)件(jian)表面光亮呈(cheng)現銀(yin)白(bai)色(se)，鍍(du)(du)覆(fu)效(xiao)果較好。
2. 化學鍍(du)高磷(lin)Ni-P鍍(du)液組成及工藝(yi)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. 鍍層形貌(mao)與(yu)組成
a. 表面形貌
用XJL-02光學顯微鏡（江南(nan)光學儀器廠生產）觀察表(biao)面形(xing)貌，呈光亮的銀(yin)白色，基體表(biao)面分布(bu)著(zhu)胞(bao)狀(zhuang)結構(gou)，從(cong)截面圖看沉積(ji)層厚度大約(yue)有20μm.
b. 鍍層組成(cheng)
采用JEOL JXA-840A電子(zi)探針分析(xi)儀（日(ri)本電子(zi)株式(shi)會社研制）測得鍍層(ceng)(ceng)中鎳與磷(lin)(lin)的原子(zi)分數各為P10.96%,Ni 89.04%。磷(lin)(lin)含量在11%~12%之(zhi)間，表(biao)明該鍍層(ceng)(ceng)屬(shu)于(yu)高磷(lin)(lin)含量鍍層(ceng)(ceng)。
4. 鍍層硬度(du)及(ji)高(gao)磷-鎳合金硬度(du)隨溫(wen)度(du)的升高(gao)而增大的機(ji)理
不銹鋼基(ji)體、未經回火的(de)鍍(du)層(ceng)以及在各種溫度(du)條件下經回火處(chu)理后的(de)鍍(du)層(ceng)顯(xian)微硬(ying)度(du)測(ce)定結果見表4-34。試(shi)樣在HV-1000型臥式(shi)顯(xian)微硬(ying)度(du)計(ji)（上海材(cai)料試(shi)驗機械生產）上每次測(ce)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. 鍍層結合(he)力(li)實驗(yan)
試件(jian)(jian)根據回(hui)火(huo)溫(wen)度的不同在(zai)WS-2002劃痕機上測試試件(jian)(jian)的結(jie)合力(li)，實驗結(jie)果見(jian)表4-35不同狀態下鍍(du)層的結(jie)合力(li)。
從表4-35中可(ke)見，在300℃以前(qian)，鍍層(ceng)結合(he)力隨著回火溫(wen)度的上升而(er)(er)提高(gao)，300℃時鍍層(ceng)的結合(he)力達到(dao)最(zui)高(gao)值(zhi)，之后，回火溫(wen)度再升高(gao)后，結合(he)力反而(er)(er)下降。
因此，回(hui)火(huo)溫度(du)最對不要(yao)通過300℃一般地(di)說，鍍(du)層(ceng)與基(ji)體的結合力(li)是判(pan)斷鍍(du)層(ceng)性能好壞的重要(yao)依據。
6. 鍍層(ceng)耐蝕性
a. 未經回火(huo)的鍍層腐(fu)蝕速(su)率測定
試(shi)樣(yang)先(xian)算(suan)出(chu)其表面(mian)積(ji)(ji)，然后用分析天(tian)平測(ce)出(chu)試(shi)樣(yang)在腐蝕(shi)前后的質(zhi)量，經過240h的靜態(tai)腐蝕(shi)（腐蝕(shi)液每2天(tian)更(geng)新一次），根據試(shi)樣(yang)表面(mian)積(ji)(ji)及失重求出(chu)腐蝕(shi)速(su)率。
b. 試樣腐蝕(shi)速率的測定見表4-36
從(cong)表4-36可見(jian)，鎳(nie)磷(lin)化學(xue)鍍層(ceng)的(de)腐蝕速率在(zai)10%鹽酸溶(rong)液、10%硫酸溶(rong)液和(he)硫酸與鹽酸混(hun)合溶(rong)液都有(you)(you)二十多倍的(de)差距。只有(you)(you)在(zai)乙酸中(zhong)才相近。Ni-P 鍍層(ceng)為非(fei)晶(jing)態合金(jin)鍍層(ceng)，從(cong)理(li)論上講，由于非(fei)晶(jing)態合金(jin)鍍層(ceng)組織結構均勻(yun)，無偏(pian)析、夾雜物和(he)第二相，原子間呈(cheng)現短程有(you)(you)序(xu)結構，沒(mei)有(you)(you)晶(jing)界(jie)、位錯以及(ji)與晶(jing)態有(you)(you)關的(de)其(qi)(qi)他缺陷(xian)，是多種元素(su)的(de)固(gu)溶(rong)體，具有(you)(you)較(jiao)好的(de)化學(xue)和(he)電化學(xue)均勻(yun)性，因此其(qi)(qi)，耐腐蝕性高。
c. 表4-37為不同回火溫度下(xia)鍍層的腐(fu)蝕(shi)速率
從(cong)(cong)表4-37可(ke)見(jian)，隨(sui)著回火(huo)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)上(shang)升(sheng)，鍍(du)層的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)呈下降的(de)(de)(de)(de)趨勢。剛開始下降不大，在300~350℃回火(huo)溫(wen)度(du)(du)內(nei)，腐(fu)蝕(shi)速率(lv)上(shang)升(sheng)很快，鍍(du)層回火(huo)發(fa)生晶化的(de)(de)(de)(de)完成，晶態結構相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)缺陷(xian)急劇增加，從(cong)(cong)而(er)加大腐(fu)蝕(shi)傾向。因此(ci)，要(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)鍍(du)層可(ke)選擇鍍(du)態鍍(du)層，耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)最好(hao)。如果既要(yao)求(qiu)(qiu)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)又要(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)耐(nai)(nai)磨、高(gao)硬(ying)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)條件(jian)，可(ke)選擇較低的(de)(de)(de)(de)回火(huo)溫(wen)度(du)(du)處(chu)理(li)，以達到鍍(du)層耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)、硬(ying)度(du)(du)與耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)良好(hao)配(pei)合。
