CN109868463A - 一种提高不锈钢泵材料性能的改性方法 - Google Patents

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庄春瑜
陈明翔
潘国强
边红艳
杨静
王海
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Abstract

一种提高不锈钢泵材料性能的改性方法，即在不锈钢离心泵过流部件表面，以化学镀的工艺方法镀覆Ni‑P非晶态镀膜，镀膜厚度为10‑100μm。改性方法具体为：对试件进行清理、碱洗、酸洗、活化及预镀处理等前处理；对试件进行化学镀镍‑磷处理，将试件置于镀液内，于温度为80‑100℃，PH为4.5‑5.0，镀速为12μm/h进行镀膜；镀膜热处理，首先在温度200℃进行退火去氢及消应力处理，然后根据不同性能要求进行热处理，所选温度范围为300℃‑400℃。本发明镀覆的Ni‑P非晶态镀膜与不锈钢基材结合良好，当镀层厚度10～100μm，硬度HV550～1100(相当于HRC55～72)，结合强度大于15kg/mm2；耐腐蚀性能大大优于不锈钢，进而提高离心泵的工作效率和使用寿命长。

Description

一种提高不锈钢泵材料性能的改性方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢材料表面处理方法，尤其是不锈钢离心泵过流部件表面改性的方法。
背景技术
众所周知，不锈钢具有良好的耐蚀性，是广泛应用于化工、石油等工业系统的一种通用流体机械，其主要过流部件如泵体、叶轮及泵盖等均采用不锈钢材料铸造而成。由于使用温度、介质及环境的不同离心泵派生出多种产品系列。但不锈钢硬度及表面强度较低，耐磨性差，其离心泵的应用工况多种多样，特别是在具有高速气体(包括具有腐蚀性的气体和非腐蚀性气体)且夹杂一定量的粉尘颗粒等恶劣工况下，不锈钢表面长时间在此恶劣工况下应用不仅工作效率低而且使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效地提高其耐腐蚀性、耐磨性及力学性能且使用寿命长的提高不锈钢泵材料性能的改性方法。
本发明主要是在不锈钢离心泵过流部件表面，以化学镀的工艺方法镀覆Ni-P非晶态镀膜。
本发明的具体方法如下：
(1)对施镀件(以下简称试件)进行前处理
a.清理：手工去除机加工残留物，冷水冲洗；
b.碱洗：将试件置于温度为70-90℃的7-10％(wt.％)氢氧化钠溶液中约15分钟除油，然后用70-90℃水冲洗，去除残留碱液，再用冷水冲洗；
c.酸洗：将试件置于室温下的9-13ml/l氢氟酸和11-14ml/l硝酸混合溶液中浸泡2-5分钟除锈，然后用冷水冲洗；
d.活化：将试件置于室温下的7-9g/l氟化氢铵和15-17g/l的磺基水杨酸混合溶液中浸泡2-5分钟活化，然后用50-70℃热水冲洗残留酸液，再用冷水冲洗；
e.预镀处理：将试件置于内盛190-240g/l氯化镍及37％(wt.％)100-130ml/l盐酸的电镀槽内，其阳极采用镍板，阴极为试件，于室温下通电1-2min，其电流密度为14A/dm2。
(2)对试件进行化学镀镍-磷处理
将试件置于镀液内，镀液成分为硫酸镍，23-28g/L；次亚磷酸钠，24-29g/L；乳酸，8-10g/L；丙酸，4-5g/L；醋酸钠，18-20g/L；乙酸铅，1-2mg/L。于温度为80-95℃，PH为4.5-5，镀速为12μm/h进行镀膜，通过控制施镀时间来实现不同的膜厚度需求，镀膜厚度根据需求一般在10-100μm，镍-磷膜的磷含量为7％,镀膜孔隙率可达9-10级。
(3)镀膜热处理
首先在温度200℃进行退火去氢及消应力处理，然后根据不同性能要求进行热处理，所选温度范围为300℃-400℃,使镍-磷膜的硬度值范围在550HV到1100HV之间。
(4)检验镀层与基体间结合力：根据国标《GB/T 5270-2005金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述》，通过热震试验(无鼓泡、片状分离或分层剥离现象)和网格试验检(无剥落现象)测验证合格。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明通过对离心泵过流部件金属表面进行Ni-P镀及镀后热处理，对泵中接触腐蚀环境及冲刷的表面进行表面改性，实现了复杂形状工件表面的强化，有效地提高其耐腐蚀性、耐磨性及力学性能，进而提高离心泵的工作效率和使用寿命长，使离心泵在恶劣工况下能长期正常工作。
2、本发明镀覆的Ni-P非晶态镀膜与不锈钢基材结合良好。当镀层厚度10～100μm，硬度HV550～1100(相当于HRC55～72)，结合强度大于15kg/mm2；耐腐蚀性能大大优于不锈钢。
附图说明
图1是采用本发明处理的挂片实物截面金相示意图。
图2是采用本发明处理的离心泵叶轮实物主视示意图。
图3是采用本发明处理的挂片实物热震试验宏观主视示意图。
具体实施方式
例1
试件为马氏体不锈钢叶轮，叶轮形式：半开式；介质工况：3-10％硫酸，50％硫酸铵混合溶液，含固率15％，粒径小于2mm；介质比重：1.4；介质粘度(mPa.s)：1.73；介质温度(℃)：0-110；入口压力(绝压)MPaA：0.1；流量(m3/h)：3；扬程(m)：20；汽蚀余量NPSHa(m)：2；
首先对试件进行前处理，手工去除机加工残留物，冷水冲洗；将试件置于温度为70℃的10％(wt.％)氢氧化钠溶液中15分钟除油，然后用90℃水冲洗，去除残留碱液，再用冷水冲洗；将试件置于室温下的9ml/l氢氟酸和14ml/l硝酸混合溶液中浸泡2分钟除锈，然后用冷水冲洗；将试件置于室温下的7g/l氟化氢铵和17g/l的磺基水杨酸混合溶液中浸泡2分钟活化，然后用50℃热水冲洗残留酸液，再用冷水冲洗；将试件置于内盛190g/l氯化镍及37％(wt.％)100ml/l盐酸的电镀槽内，其阳极采用镍板，阴极为工件，于室温下通电2min，其电流密度为14A/dm2。将预镀处理试件置于化学镀液中，该化学镀液的成分为具体如下：硫酸镍，23g/L；次亚磷酸钠，29g/L；乳酸，8g/L；丙酸，4g/L；醋酸钠，18g/L；乙酸铅，1mg/L。于温度为95℃，PH为5.0，镀速为12μm/h镀膜4小时，厚度可达50μm左右，镀层与基体结合紧密，基体表面细小凸凹位置镀层也能完好填充，如图1所示，金相下部分白亮区为镍-磷镀层，上部分灰黑色区域为金相腐蚀液腐蚀后的金属基体；黑色区域是金属基体腐蚀后的微观组织，是为了更直观的区分基体和镀层才腐蚀的，基体和镀层都在同一腐蚀试剂下腐蚀，但镀层的耐蚀性能好，并不发生腐蚀。根据标准《GBT 17721-1999金属覆盖层孔隙率试验铁试剂试验》，实验测得镀膜孔隙率可达9级以上。然后在温度200℃进行退火去氢及消应力处理，再于400℃进行热处理，最后得到表面附有镍-磷镀层且无死角、无漏镀、全覆盖的不锈钢叶轮，如图2所示。在施镀及热处理过程中，放入尺寸为50*30*5mm的挂片，在挂片上边取直径为3mm的圆孔，用于施镀效果及性能测试，用挂片进行测试得：镍-磷膜的磷含量为7％，镀膜厚度为40μm，镍磷镀膜硬度见表1所示：
表1是200℃+400℃热处理后镀膜硬度值
由表1可知，进行400℃退火后，镀膜硬度约为1000HV。选用热振试验来测试镀层与基体间的结合力，经过热震试验后的试样表面如图3所示，由图3可知镀层未出现鼓泡或开裂现象，说明镀层与基体间的结合力良好。
例2
试件为304不锈钢叶轮，叶轮形式：半开式；介质工况：3-10％硫酸，50％硫酸铵混合溶液，含固率15％，粒径小于2mm；介质比重：1.4；介质粘度(mPa.s)：1.73；介质温度(℃)：0-110；入口压力(绝压)MPaA：0.1；流量(m3/h)：3；扬程(m)：20；汽蚀余量NPSHa(m)：2；
首先对试件进行前处理，手工去除机加工残留物，冷水冲洗；将试件置于温度为90℃的7％(wt.％)氢氧化钠溶液中15分钟除油，然后用70℃水冲洗，去除残留碱液，再用冷水冲洗；将试件置于室温下的13ml/l氢氟酸和11ml/l硝酸混合溶液中浸泡5分钟除锈，然后用冷水冲洗；将试件置于室温下的9g/l氟化氢铵和15g/l的磺基水杨酸混合溶液中浸泡5分钟活化，然后用70℃热水冲洗残留酸液，再用冷水冲洗；将试件置于内盛240g/l氯化镍及37％(wt.％)130ml/l盐酸的电镀槽内，其阳极采用镍板，阴极为工件，于室温下通电1min，其电流密度为14A/dm2。将预镀处理试件置于化学镀液中，该化学镀液的成分为具体如下：硫酸镍，27.5g/L；次亚磷酸钠，24g/L；乳酸，10g/L；丙酸，5g/L；醋酸钠，20g/L；乙酸铅，2mg/L。于温度为80℃，PH为4.5，镀速为12μm/h镀膜4小时，厚度可达50μm左右，镀层与基体结合紧密，基体表面细小凸凹位置镀层也能完好填充，如图1所示。根据标准《GBT 17721-1999金属覆盖层孔隙率试验铁试剂试验》，实验测得镀膜孔隙率可达9级以上。然后在温度200℃进行退火去氢及消应力处理，再于300℃进行热处理，最后得到表面附有镍-磷镀层的不锈钢叶轮。
本发明Ni-P镀层与304不锈钢的腐蚀数据对比如表2。
表2
由上表可知，有镀层Ni-P的不锈钢泵其耐强酸和强碱腐蚀的性能非常理想。

Claims (3)

1.一种提高不锈钢泵材料性能的改性方法，其特征在于：在不锈钢离心泵过流部件表面，以化学镀的工艺方法镀覆Ni-P非晶态镀膜。
2.根据权利要求1所述的提高不锈钢泵材料性能的改性方法，其特征在于：镀膜厚度为10-100μm。
3.权利要求1的提高不锈钢泵材料性能的改性方法，其特征在于：
(1)对施镀件(以下简称试件)进行前处理
a.清理：手工去除机加工残留物，冷水冲洗；
b.碱洗：将试件置于温度为70-90℃的7-10％(wt.％)氢氧化钠溶液中约15分钟除油，然后用70-90℃水冲洗，去除残留碱液，再用冷水冲洗；
c.酸洗：将试件置于室温下的9-13ml/l氢氟酸和11-14ml/l硝酸混合溶液中浸泡2-5分钟除锈，然后用冷水冲洗；
d.活化：将试件置于室温下的7-9g/l氟化氢铵和15-17g/l的磺基水杨酸混合溶液中浸泡2-5分钟活化，然后用50-70℃热水冲洗残留酸液，再用冷水冲洗；
e.预镀处理：将试件置于内盛190-240g/l氯化镍及37％(wt.％)100-130ml/l盐酸的电镀槽内，其阳极采用镍板，阴极为试件，于室温下通电1-2min，其电流密度为14A/dm2；
(2)对试件进行化学镀镍-磷处理
将试件置于镀液内，镀液成分为硫酸镍，23-28g/L；次亚磷酸钠，24-29g/L；乳酸，8-10g/L；丙酸，4-5g/L；醋酸钠，18-20g/L；乙酸铅，1-2mg/L，于温度为80-100℃，PH为4.5-5.0，镀速为12μm/h进行镀膜；
(3)镀膜热处理
首先在温度200℃进行退火去氢及消应力处理，然后根据不同性能要求进行热处理，所选温度范围为300℃-400℃,使镍-磷膜的硬度值范围在550HV到1100HV之间。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111254381A (zh) * 2019-12-31 2020-06-09 江苏拓展新材料科技有限公司 一种提高不锈钢材料性能的改性方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101709460A (zh) * 2009-11-30 2010-05-19 大连大学表面工程中心 化学镀Ni-P阳极复合镀层结构及制备工艺
CN102051604A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 海洋王照明科技股份有限公司 奥氏体不锈钢表面化学镀镍磷的方法
CN106282977A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 青岛科技大学 节能型超声辅助316l不锈钢化学镀镍磷合金的方法
CN106521462A (zh) * 2016-11-25 2017-03-22 大连透平机械技术发展有限公司 一种透平机械用化学镀镍‑钨‑磷表面强化工艺方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102051604A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 海洋王照明科技股份有限公司 奥氏体不锈钢表面化学镀镍磷的方法
CN101709460A (zh) * 2009-11-30 2010-05-19 大连大学表面工程中心 化学镀Ni-P阳极复合镀层结构及制备工艺
CN106282977A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 青岛科技大学 节能型超声辅助316l不锈钢化学镀镍磷合金的方法
CN106521462A (zh) * 2016-11-25 2017-03-22 大连透平机械技术发展有限公司 一种透平机械用化学镀镍‑钨‑磷表面强化工艺方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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