【摘 要】
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毛细黄铜管具有优良的机械加工性、导电性及导热性,因此在电子信息、火力电力和船舶等领域受到广泛地应用。然而,耐腐蚀性与耐磨性的不足限制了它的使用寿命与应用范围。本研究采用化学镀技术在长径比为100的H62黄铜管内壁上成功制备了耐磨耐蚀的镍合金镀层。因管内镀层的特性很难被表征,故采用H62黄铜板作为基体施镀来探索相关工艺参数。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计和电化学工作
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毛细黄铜管具有优良的机械加工性、导电性及导热性,因此在电子信息、火力电力和船舶等领域受到广泛地应用。然而,耐腐蚀性与耐磨性的不足限制了它的使用寿命与应用范围。本研究采用化学镀技术在长径比为100的H62黄铜管内壁上成功制备了耐磨耐蚀的镍合金镀层。因管内镀层的特性很难被表征,故采用H62黄铜板作为基体施镀来探索相关工艺参数。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计和电化学工作站等仪器设备对镀层的组织、结构、形貌、硬度和耐蚀性等进行观察和检测分析。运用单因素试验和正交试验相结合的方法设计试验,研究了钨酸钠用量和热处理工艺对镀层性能的影响,最终确定了Ni-W-P镀层的最佳钨酸钠用量和热处理工艺。基于黄铜板施镀的研究,通过化学镀Ni-W-P技术在H62毛细黄铜管内壁成功施镀,并分析镀液流量变化对镀层形貌、沉积速率和厚度均匀性的影响,主要取得以下结果:在H62黄铜板上中温碱性化学镀最佳工艺参数为:硫酸镍25 g/L、次亚磷酸镍29 g/L、柠檬酸钠20 g/L、乳酸2 m L/L、氯化铵15 g/L、碘酸钾10.5 mg/L,镀液温度为65℃,p H值为8.6。采用这种工艺获得的镀层,其表面质量优良,硬度为436.35 HV,是黄铜基体的3.2倍,自腐蚀电流密度为4.631×10-6 A/cm~2,较黄铜降低50%。在Ni-P工艺条件下,加入不同浓度的钨酸钠后,镀层中会产生钨元素,使磷元素减少,其结晶度得到提高。研究发现在40 g/L钨酸钠溶液中,镀层性能最优,其硬度达到622.5 HV,自腐蚀电位为-0.344 V,腐蚀电流密度为1.124×10-6A/cm~2,极化电阻为39397Ω·cm~2。镀态镀层进行在400℃下保温1 h改善了镀层的耐磨性能,该镀层的平均摩擦系数为0.4353,比镀态降低了30%,磨损率为4.44×10-5 g/m,降低了67%。采用最佳化学镀Ni-W-P工艺,在此黄铜管的内壁上制备镀层,并对镀层的沉积速率和均匀性进行了比较,最佳流量为5 m L/min,该条件下镀层沉积速率最大,为7.37μm/h,磷元素含量为2.16 wt%,钨元素含量为1.76 wt%,厚度平均偏差适中,为9%。本研究利用化学镀工艺在长径比为100的H62毛细黄铜管内壁制备的Ni-W-P镀层,有效的提高基体的耐蚀和耐磨性能,是一种比较理想的毛细管内壁表面处理技术。
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