310S不锈钢棒表面制备Ni-P-B复合镀层

不锈钢具有良好的耐蚀性和优良的力学性能，应用非常广泛。但是不锈钢表面常存在破坏钝化膜均匀性的缺陷，如夹杂物、贫铬区、晶界和位错等，在这些地方的钝化膜较为脆弱；活性阴离子如SO42-、SCN-和OH-等易从缺陷处进入而破坏钝化膜，其中SO42-对不锈钢钝化膜的破坏作用最为突出。在不锈钢表面制备涂层就可使整个材料都具有良好的耐磨、耐腐蚀性和较高的硬度，而化学镀Ni-P-B具有优异的耐蚀性和良好的力学性能。鉴于此，本文研究了在不锈钢表面制备Ni-P-B镀层，以期提高不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能。

将310S不锈钢棒切成20mm×10mm×5mm的样品，进行抛光。然后对基体310S不锈钢棒要进行除油和表面活化的处理。表面除油工艺：①水洗②丙酮除油(10min)③水洗④碱液除油(20min)⑤水洗⑥热水浸泡(2min)⑦水洗；活化处理工艺为在浓硫酸：浓盐酸：蒸馏水为1∶1∶2的溶液中浸泡约20s。在查阅资料的基础上，经过理论分析和反复试验，配制310S不锈钢棒表面化学镀Ni-P-B复合镀层的工艺配方A。

镀层制备完毕后将试样放入中温管式电阻炉中进行热处理，保护气氛为氮气，处理温度分别为250、300、350、400、450℃，处理时间为1h。

随着热处理温度的升高表面硬度先增大后降低，在350℃处理1h的Ni-P-B复合镀层具有最佳硬度。这是因为300℃处理时在表面镀层中生成了镍基固溶体和硬化相Ni3P、Ni3B金属间化合物，B原子占据了Ni原子的间隙空位，导致Ni晶格扭变，而阻碍了位错移动，在晶格中产生形变强化。在310S不锈钢棒表面化学镀Ni-P-B经热处理后能显著提高整个材料的耐蚀性，在250℃热处理1h后，该材料具有最佳的耐蚀性。因为经过热处理后，试样表面的涂层与基体结合更加紧密，且此时镀层仍大部分以非晶态存在，能够引起腐蚀的缺陷较少。