钢芯铝绞线钢芯表面植酸活化对化学镀Ni-P层耐蚀性的效用

为了提高钢芯铝绞线钢芯的耐蚀性,采用植酸对其活化再化学镀覆Ni-P合金,研究了植酸活化处理对钢芯钢表面Ni-P镀层耐蚀性的影响。采用SEM和EDS对Ni-P镀层腐蚀前后的形貌和成分进行了分析,在1mol/L H_2SO_4+3%NaCl混合溶液中测定了其极化曲线,比较了其腐蚀速率;利用超声波振荡法研究了植酸活化前后Ni-P镀层与基体的结合力。结果表明:钢芯表面经植酸活化后Ni-P镀层的胞状凸起细小,结构更加均匀、致密,与基体有较好的结合力;植酸活化后,Ni-P镀层的腐蚀电位变大,腐蚀电流减小,腐蚀9 h时Ni-P镀层表面几乎无变化。     

Ni-P功能梯度层及均质Ni-P化学镀层的磨损性能

目前,Ni-P化学镀层内应力大,结合强度低,耐磨性差,功能单一,不能满足工业应用要求.为此,采用化学镀技术在45钢表面制备了Ni-P功能梯度镀层,并与3种不同磷含量的均质Ni-P镀层对比,研究了镀层硬度、结合力、耐磨性等特征,分析了成分与结构的梯度变化对Ni-P镀层耐磨性能的影响.结果表明:Ni-P梯度镀层的硬度高于中磷和高磷镀层,略低于低磷镀层,400℃热处理1 h后其硬度达到最大值;镀层与基体结合紧密;在相同条件下试验,Ni-P梯度镀层的耐磨性均优于均质Ni-P镀层,热处理后其耐磨性比均质Ni-P镀层提高1～2倍;与单层Ni-P镀层相比,梯度镀层在整个磨损过程中摩擦系数变化平稳,波动范围较小,镀层内部成分和结构的梯度化进一步提高了镀层与基体的结合力和耐磨性能.     

高酸性气田钻井中钻具的选材评价

以高含硫化氢聚合物钻井液为腐蚀介质,考察了温度、流速、pH值、PCO2/P2S分压比对S135和G105高强度钻杆钢的腐蚀影响,并对腐蚀产物形貌和成分进行了分析.结果表明,腐蚀速率随温度的升高而增大,在60～80℃间,腐蚀速率略有下降,温度超过120℃后,腐蚀速率变化不明显;流速对腐蚀速率影响不大;pH值越低,腐蚀越明显;在本试验范围内PCO2/PH2S分压比对腐蚀速率影响不大;气相腐蚀速率高于液相腐蚀速率,这与常规酸性钻井液中液相腐蚀速率高于气相腐蚀速率相反.硫化物应力腐蚀试验表明,钻杆强度越高其临界应力越低.钻杆的抗硫性能依次为G105(C)＞G105(D)＞S135(B)＞S135(A),此方法可为国内在开发高酸性气田时合理选取井下钻具管材提供参考.     

压缩机叶轮用不锈钢化学镀Ni-P工艺及镀层性能

磷含量低于7%的化学镀Ni-P层耐特定压缩机工况下的腐蚀性能欠佳,而磷含量超过12%时硬度不符合要求。为此,在压缩机叶轮用不锈钢FV520B表面制备了磷含量9%的Ni-P化学镀层,并作不同热处理。利用X射线衍射、荧光光谱、电子探针、电化学工作站以及摩擦磨损试验机等对Ni-P镀层的显微组织、结合力、硬度、耐磨损性能和耐特定工况腐蚀性能进行了研究。结果表明:以抗拉强度1 080 MPa的FV520B不锈钢为基体材料,Ni-P化学镀层的硬度超过基材500 HV3 N,摩擦磨损失重量为基材的1/100,在5%醋酸和5%HBr混合溶液中的自腐蚀电位高于基材10 m V;基材在10%H2SO4中的腐蚀速率为镀层的38倍。     

双脉冲电镀非晶态Ni-P工艺对镀层性能的影响

双脉冲电镀制备的镀层性能优异,而目前双脉冲电镀非晶态Ni-P镀层鲜见报道.利用双脉冲电镀制备非晶态Ni-P合金镀层,研究了平均电流密度、正向占空比、温度、亚磷酸及柠檬酸钠浓度对镀层性能的影响.结果表明:随着平均电流密度增大,Ni-P镀层的沉积速率增加,腐蚀电位越来越负,镀层表面由平整致密变得有气孔和凸起,甚至起皮;正向占空比从30%增大至70%时,镀层的组织结构从完全非晶态转变为晶态,腐蚀电位越来越负,正向占空比为30%时,腐蚀电位最正,最不易被腐蚀;温度影响镀层的光亮度和平整度,70℃时镀层外观形貌最优,腐蚀电位最正;随亚磷酸浓度的增加,镀层外观形貌由平整致密变得有大量黑色条纹和起皮,为了得到外观形貌较好且腐蚀电位较正的镀层,亚磷酸浓度在20～30 g/L之间为宜;随柠檬酸钠浓度的增加,镀层沉积速率降低,腐蚀电位变正,不易被腐蚀.     

化学镀非晶态Ni-P镀层盐雾腐蚀行为

为了改善铝合金的耐腐蚀能力,利用化学镀在5052铝合金表面制备了非晶态Ni-P镀层,通过SEM、EDS和XRD等手段对Ni-P镀层盐雾腐蚀前后表面-界面形貌、化学元素和物相组成进行了表征,分析了非晶态Ni-P镀层盐雾腐蚀失效机理.研究表明:化学镀Ni-P镀层为非晶态,由直径10～50!m的颗粒组成,颗粒分布比较均匀,界面结合状态良好;Ni-P镀层为高P镀层,其物相以单质Ni和Ni-P相为主;盐雾腐蚀后镀层表面整体耐蚀性强,表面原始缺陷是导致界面局部出现腐蚀坑和镀层脱落的主要原因.     

回转体表面喷射电沉积Ni-P-ZrO2复合镀层耐腐蚀性能研究

为延长回转体零件的使用寿命,提高其耐腐蚀性能,本文利用喷射电沉积技术在45钢外圆表面制备Ni-P合金镀层和Ni-P-ZrO₂复合镀层,采用扫描电镜、腐蚀失重法和电化学测试分析等测试手段对Ni-P-ZrO₂复合镀层、Ni-P合金镀层和45钢基体在50 g/L NaCl溶液中的表面形貌和耐腐蚀性能进行研究,并探究腐蚀机理。研究表明:Ni-P-ZrO₂镀层相对Ni-P镀层表面致密度更高,缺陷较少;浸泡相同时间, Ni-P-ZrO₂镀层的失重量最小,腐蚀速率最小;电化学测试实验中,Ni-P-ZrO₂复合镀层的腐蚀电流最低(43.2×10^-5 A/cm²),共沉积ZrO₂颗粒后,Ni-P-ZrO₂复合镀层容抗弧半径更大,极化电阻值R_p增大为Ni-P合金的3倍,双层电容值C_d由4.743 8 μF/cm²降低为3.887 2 μF/cm²。在相同条件下腐蚀后,Ni-P-ZrO₂复合镀层的表面较为完好,腐蚀产物较少;Ni-P合金次之,有较多黑色腐蚀产物;45钢表面形貌最差。综上,采用喷射电沉积在回转体表面制备的Ni-P-ZrO₂复合镀层相对Ni-P合金镀层和45钢基体表现出更优良的耐腐蚀性能。     

镁合金硫酸镍体系化学镀镍工艺及镀层性能研究

采用酸性钼酸盐酸洗、碱性钼酸盐活化工艺,研究了AM60镁合金上硫酸镍溶液体系化学镀镍的方法.采用扫描电子显微镜(SEM)观察镀层表面形貌,电子探针(EDX)分析镀层成分,电化学方法研究镀层腐蚀性能,锉刀试验测试镀层与基体结合力.结果表明,所得镀层为Ni-P合金镀层,磷质量分数为10%～14%;镀层均匀致密,无明显缺陷;镀层的自腐蚀电位接近-0.4 V(vs SCE),阳极极化曲线有明显的钝化区;Ni-P镀层耐蚀性好,与基体结合牢固.     

稀土对Ni-P化学镀层组织结构及性能的影响

过去,对稀土在化学镀镍中的作用研究不够系统。在Ni-P基础化学镀液中添加3种稀土离子Y3+,Nd3+,La3+制备了Ni-P化学镀层。利用电感耦合等离子质谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计、磨损试验机等考察了稀土对镀层组织结构、显微硬度、耐磨及耐蚀性的影响。结果表明:添加稀土后,镀层仍为非晶态结构,镀层内磷含量大幅提高,稀土有效细化了镀层组织,镀层表面形貌变得更加平整、致密、均匀;镀层的显微硬度、耐磨性和耐蚀性也得到不同程度的提高;在3种稀土中,Y3+的作用最显著,当其在镀液中的浓度为0.04 g/L时,镀层显微硬度达最大值606 HV,同时磨损量为最低值4.957 2 mg,而镀层在10%H2SO4溶液中的腐蚀速率则低至0.006 4 mg/(cm2.h)。     

20G低碳钢的高温环烷酸腐蚀行为

使用高温高流速环烷酸腐蚀模拟装置对20G低碳钢在不同温度和冲刷角下的环烷酸腐蚀行为进行了研究,结果表明:温度和冲刷角对20G低碳钢的环烷酸腐蚀行为有显著影响;冲刷角对腐蚀速率的影响与温度及流速有关,腐蚀速率在280～320℃达到峰值,超过320℃腐蚀速率随温度升高呈下降趋势。20G钢的腐蚀形貌分析表明:在环烷酸腐蚀时20G钢中的珠光体优先发生溶解,在珠光体腐蚀后再由晶界向晶内腐蚀铁素体。     

Ni-P和Ni-Cu-P化学镀层对比研究

利用SEM、DSC、XRD、中性盐雾试验和显微硬度分析等手段,对Ni-10.54%P及Ni-9.25%Cu-10.23%P化学镀层的组织特征、相结构转变、热稳定性、耐蚀性和硬度进行了比较.结果表明:(1)两种镀层均匀致密,均为胞状结构和非晶态组织;(2)Ni-P镀层仅发生从非晶相向稳定的Ni3P相转变,而Ni-Cu-P镀层则先生成Ni-Cu固溶体和亚稳中间相Ni5P2,再向稳定相Ni3P转变;(3)Ni-Cu-P镀层的热稳定性高于Ni-P镀层;(4)镀态和低温热处理条件下两种镀层的硬度相差不大,Ni-P镀层经400 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值981.1 HV,但Ni-Cu-P镀层经500 ℃、60 min热处理时硬度达到最高值1 144.8 HV;(5)镀态时Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率只有Ni-P镀层腐蚀速率的2.85%;经过400 ℃、120 min相同条件的热处理,Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率仅为Ni-P镀层腐蚀速率的0.351%.     

镍-磷-碳-氧沉积速率及镀层组成与性能的影响因素研究

为了使化学镀镍-磷-碳-氧工艺尽快工业化,用紫外-可见分光光度计和高效液相离子色谱检测了化学镀镍-磷-碳-氧体系的镍离子、亚磷酸根离子浓度的变化,对镀层的表面形貌及组成成分进行了表征.探讨了稀土金属离子(La3 、Nd3 、Ce4 )浓度、pH值、温度及副产物HPO23-对镍-磷-碳-氧沉积速率、镀层性能及组成变化的影响,分析了产生这些变化的原因.结果表明,体系的pH值和温度与沉积速度呈正相关性;稀土金属Nd3 的用量与沉积速率呈负相关性;La3 、Ce4 的用量小于2.5 mL/L(c=0.01 mol/L)时可提高Ni-P沉积速率;Ce4 、Nd3 能有效地提高镀层光亮度,降低镀层磷含量;HPO23-的积聚使镍-磷-碳-氧的沉积速率降低,镀层的C、O含量增加,耐盐性及硬度增强,脆性加大;提高沉积速率所得镀层的耐酸蚀性均降低.     

燃煤锅炉低温省煤器防腐抑垢在线监测系统开发

燃煤产生的烟气中常含有灰尘、酸性气体,会造成省煤器、再热器等换热器表面积灰腐蚀。为了评测不同换热表面的性能,设计并搭建了烟气积灰腐蚀在线监测系统,能够对同一工况下的不同换热表面材料进行在线监测。该文对比了Cr镀层、TiN镀层、Ni-P镀层、ND钢、316L钢5种材料的传热系数,其值排序为Ni-P镀层 Cr镀层 TiN镀层316L ND钢。结果表明:Ni-P镀层性能最优,传热系数高于ND钢80.1%,ND钢性能最差。考虑成本、工艺复杂度等综合因素,建议烟道中优先采用Ni-P镀层。     

脉冲电沉积Ni-P/BN(h)复合镀层的组织结构与性能

目前,鲜见对Ni-P/Bn(h)复合电沉积层的制备及其性能的研究报道。在Q235钢表面脉冲电沉积了Ni-P/BN(h)复合镀层,并于400℃热处理80 min,对热处理镀层的组织结构、显微硬度、耐蚀性能和摩擦学性能进行了分析测试。结果表明:镀态复合镀层为非晶态结构,400℃热处理后发生晶化,显微硬度显著提高,达到907.5 HV2 N;在3.5%NaCl和10%H2SO4腐蚀介质中,镀层几乎未发生全面腐蚀;镀层在干摩擦条件下表现出良好的减摩耐磨性能,低载时为轻微磨粒磨损,随载荷增大表现为磨粒磨损和黏着磨损的混合磨损机制。     

工件转动速度对喷射电沉积Ni-P/BN(h)复合镀层耐磨性能的影响

为了提高活塞杆表面镀层的耐磨性能,利用喷射电沉积技术在直径为20 mm的45钢工件表面制备了Ni-P/BN(h)复合镀层,研究了工件转动速度对Ni-P/BN(h)复合镀层的表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能的影响.结果表明:在试验范围内,随工件转动速度的增大,Ni-P/BN(h)复合镀层显微硬度变化不明显,表面粗糙度先增大后减小,且工件转动速度为4.186 mm/s时,摩擦系数和磨痕深度最小,磨损量最少.     

X100钢表面Ni-WS2镀层在油田采出水中的耐蚀性能研究

为了提高X100管线钢在油田采出水中的耐蚀性,在X100钢表面上采用电镀技术制备了Ni-WS2镀层,考察了其在60℃、流速0.6 m/s的腐蚀液中浸泡24.0 h后的电化学性能;使用扫描电子显微镜(SEM)观察镀层腐蚀前后的微观组织结构及厚度,通过X射线衍射仪(XRD)分析镀层腐蚀前后的相组成;采用动电位极化曲线(PDP)和电化学阻抗谱(EIS)测试对镀层的耐腐蚀性能进行评价.结果 表明:Ni-WS2镀层的腐蚀产物由Fe3C和FeOOH组成,相较于X100钢基体具有更正的腐蚀电位、较高的阻抗值,且腐蚀电流密度较低,腐蚀形貌显示镀层腐蚀程度较轻且仍致密均匀.由此可见,在X100管线钢表面电镀Ni-WS2镀层可以大幅提高X100管线钢的耐腐蚀性.     

前处理对不锈钢表面化学镀Ni-P镀层结合力影响的研究

为了在不锈钢表面获得结合力合格的化学镀Ni-P镀层,研究了化学活化、化学活化 闪镀镍、阳极活化 闪镀镍3种前处理工艺对不锈钢上化学镀Ni-P层结合力的影响.采用淬冷法和划痕试验2种镀层结合力测试方法,对化学镀Ni-P层与不锈钢基体之间的结合力进行了评价.结果表明,采用化学活化 闪镀镍和阳极活化 闪镀镍的前处理工艺,Ni-P镀层与不锈钢基体之间的结合强度合格,而采用化学活化前处理的试样,Ni-P镀层与不锈钢基体之间结合强度不合格,原因在于经化学活化后,在不锈钢表面形成了一层黑灰色的腐蚀产物.在168 h的NaCl溶液中腐蚀失重试验表明,不锈钢失重1.2 mg,而化学镀Ni-P镀层未发现失重,说明化学镀Ni-P镀层耐腐蚀失重性能较不锈钢为好.     

化学镀Ni-P合金层与橡胶粘合工艺的研究

由于橡胶工业的电镀黄铜工艺大量使用氰化物等剧毒物质,并且黄铜镀层的耐腐蚀性较低,降低了橡胶制品的性能,对此,为提高橡胶制品的使用寿命和减少镀黄铜、涂胶粘剂工艺所带来的污染,采用无污染和耐腐蚀性较好的化学镀镍代替镀黄铜工艺,以实现化学镀镍与橡胶的直接粘合.在试验过程中,进行了Q235钢化学镀镍工艺试验以及Ni-P镀层和橡胶的粘合试验,用扫描电子显微镜、电子探针和X-射线衍射仪等仪器对化学镀Ni-P合金层的组织结构进行分析并对镀层进行全浸腐蚀试验.用平板硫化机对Ni-P镀层与橡胶进行硫化粘合试验,用橡胶拉力试验机测定镀层与橡胶的粘合强度.结果结明,所制备的Ni-P合金镀层具有非晶态结构,镀层均匀致密,与基体的结力好.在硫酸和磷酸等强酸性溶液中,Ni-P合金镀层的耐腐蚀性高于电镀黄铜层和Q235钢基体.将三聚硫氰酸及其衍生物作为胶料偶联剂添加于胶料中,实现了化学镀Ni-P合金层与橡胶的直接硫化粘合,粘合强度达到10 kN/m.     

钛合金Ni-P化学镀层中磷含量对镀层形貌、组构及耐磨性能的影响

为了探讨钛合金表面Ni-P化学镀层中磷含量对镀层组构、耐磨性及机理的影响,在TC4钛合金表面制备了不同磷含量的Ni-P化学镀层。借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)观察了Ni-P化学镀层的形貌和组织结构,测试了其硬度、磨损量和摩擦系数;探讨了Ni-P化学镀层中磷含量对镀层硬度和耐磨性的影响,初步分析了磨损机理。结果表明:随着Ni-P化学镀层中磷含量的增加,镀层的瘤状结构和晶界逐渐减少,晶粒尺度逐渐增大,并由晶态向非晶态转变;镀层的硬度降低,磨损量增加,摩擦系数降低;低磷Ni-P化学镀层表现出磨料磨损和轻微的黏着磨损特征,中磷和高磷Ni-P化学镀层表现出严重的黏着磨损和磨料磨损特征。     

化学镀镍-磷层的腐蚀磨损

介绍了不同磷含量的化学镀镍-磷层热处理前后在几种腐蚀介质,特别是碱性溶液中的腐蚀磨损行为.实验结果表明:化学镀Ni-P层对碳钢基材有明显的保护作用,无论在酸性及中性盐溶液中其耐蚀磨损能力均优于45钢.但在碱性介质中,中磷镀层却显示出很高的腐蚀量,其原因是碱性环境诱发的脆性剥落.通过镀层磷含量的调整和热处理温度的选择,可以提高它在碱性介质中的耐磨能力,使之达到甚至超过纯镍.