在使用化学镀镍液后,镀层热处理采用不同温度,分别会对镀层硬度造成什么影响?本期文章我们拿实验数据来分析。
有科研团队研究过镀层分别在100℃、200℃、400℃及600℃温度下热处理时间与硬度的关系,发现低于200℃处理镀层的硬度增加缓慢,工业上不宜采用,但是用来消除应力或除氢是可行的。
低于400℃处理达到最高硬度后再延长加热时间,此时硬度变化不大,但是用600℃处理时,在达到最高硬度后随时间增长硬度降低。中、高磷镀层一般都是采用380~400℃处理1h 的工艺制度来提高硬度。
看到这里你可能会问,如何避免镀层表面氧化变色呢?我们建议可以采用保护气氛或者真空处理。
以中磷镀层为例,比格莱工程师研究过热处理温度与其结构的关系,发现200℃处理1h 镀层尚未完全晶化,但300℃以上处理1h,X射线衍射峰明锐(HKL=200)是镀层结构转变为晶态的标志。热处理后镀层硬度增加的原因是弥散 Ni3P硬粒子的析出,开始是均匀连续地分布在镍固溶体中,形成一种两相合金。
但热处理温度过高(>400℃)或时间延长,弥散分布的Ni3P颗粒聚集长大,原来均匀分散的大量弥散小颗粒逐渐被数量少、间距大的粗颗粒代替,从而造成镀层硬度下降。
镀层中磷量高热处理后析出的Ni3P粒子量也多,使镀层硬度提高幅度大。如含6%P的镀层热处理后析出35%Ni3P,硬度最高为HV750~800、含8%P的镀层析出 57%Ni3P,最高硬度为HV950(用的是化学镀镍液Ni-809)
11%P的镀层热处理后因形成低熔点共晶很脆,不能工业应用。如果磷含量高达15%则得到100%Ni3P。为了照顾硬度和适当的化学稳定性,工业上多采用6%~9%P量的镀层。低磷和高磷镀层只用在一些特定的工况条件。
Ni-B非晶态镀层比Ni-P层的晶化温度低,在290~300℃处理即析出Ni3B
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