化学复合镀层在NaOH中耐磨蚀性研究

    摘要：研究了介质中NaOH浓度、镀层Cr2O3含量及热处理条件对低磷Ni P Cr2O3化学复合镀层耐磨蚀性的影响,并与Ni P化学镀层进行了对比。结果表明:镀层的耐磨蚀性与介质中NaOH浓度呈线性关系,在任何NaOH浓度下复合镀层的耐磨蚀性均优于Ni P镀层;镀层Cr2O3质量分数在8%左右耐磨蚀性达到最佳值;经适当的热处理可显著提升镀层的耐磨蚀性。
    关键词：化学镀;复合镀;耐磨蚀性
    中图分类号：TH117 1　文献标识码:A　文章编号:0254-0150(2006)4-090-2
    机械装备在使用中经常出现腐蚀环境下材料的摩擦磨损,这一现象称为腐蚀磨损,简称磨蚀。磨蚀严重影响着机械装备的使用寿命。例如氯碱工业碱液蒸发工艺,浓缩NaOH使之成为商品液碱,并利用NaOH浓度提高后,NaCl在碱液中溶解度急剧下降进而结晶析出,而将NaCl除去。在Zaremba四效逆流蒸发工艺中碱液温度高达100～150℃,浓度从10%浓缩至50%,因此高温、高浓度含固体悬浮NaCl的碱液,对设备、管路、泵、阀门产生强烈的磨蚀作用,如δ=3mm的碳钢管材,在30%NaOH中80～85℃时,使用寿命仅6～11个月[1]。多年来,人们一直在探索提升材料耐磨蚀性的途径,例如,采用新材料,对材料进行表面处理、涂装等。近年来低磷(镀层含磷量在4%(质量分数)以下)化学镀镍层在NaOH环境中的耐磨蚀性已有报道[2],但其复合镀层的耐磨蚀性尚未见报道。由于Cr2O3具有非常稳定的物理、化学性质,而且具有较高的硬度(HV2940)和较好的性能价格比,因此本文作者试图在低磷化学镀镍层中加入Cr2O3固体微粒,构成一种低磷Ni P Cr2O3化学复合镀层,以进一步提升镀层在NaOH环境中的耐磨蚀性能。
    1　实验方法
    1.1　实验材料与试样
    磨蚀试样采用45#调质钢,其硬度值为HB225,经铣、磨、线切割后,加工成梯形试样。试件镀层厚度为15～20μm,镀层中P的质量分数为3%～4%,Ni的质量分数为85%～91%,Cr2O3的质量分数为5%～12%,La2O3的质量分数为0 04%。
    1.2　实验过程
    硬度测试在HV 1000型显微硬度计上进行,载荷0 245N,时间为10s。磨蚀试验在JW 702型磨损试验机上进行。摩擦副是由上面静止的柱销和下面旋转槽内的24块不同镀制方法及不同热处理温度处理的试样拼接成的圆环所构成,槽内腐蚀介质为NaOH。上摩擦副柱销材料为W9Cr4V2,其硬度值为HRC62～64,尺寸为5mm×20mm,实验施加载荷为22 5N。下盘转速为266r/min。磨蚀量为磨蚀前后的质量差,用万分之一分析天平称量。试验时间为5h。
    2　实验现象及讨论
    2.1　NaOH浓度对镀层磨蚀的影响
              

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