與化學鍍Ni-P合金相比,合金耐磨板具有更高的硬度、耐磨性、良好的釬焊性能以及低接觸電阻等特性,有著更廣闊的應用和發展前景。耐磨板二元合金按使用還原劑的不同可分兩大類:以硼烷作還原劑及以硼氫化物作還原劑。前者還原性較弱,可在弱酸性和中性介質中使用,操作溫度低;后者在堿性溶液中使用較好,操作溫度高,可得到高含硼量的鍍層,有利于提高鍍層的硬度和耐磨性。目前,國外主要采用二乙胺基硼烷(DEAB)作為還原劑,但胺基硼烷目前國內尚無出售,所以國內主要采用硼氫化物為還原劑,使鍍液中鎳鹽的鎳離子還原成金屬鎳。以硼氫化物作為還原劑的鍍液最大缺點是只適用于高溫、強堿性溶液使用,在中性或微酸性溶液中很容易分解,使鍍液難以控制。本文選取硼氫化物作為還原劑,通過加入其他的絡合劑來降低施鍍溫度,提高了鍍液的穩定性,制備出基體/界面連續、均勻、平整、致密的耐磨板層。利用光學顯微鏡觀察了鍍層的微觀形貌,借助X射線衍射儀分析了熱處理前后耐磨板層相結構的變化,采用電化學極化曲線表征了熱處理前后鍍層的腐蝕過電位的變化,并分析了熱處理溫度對耐磨板層耐磨性的影響。
選取經調質處理的JFE-C400耐磨板為基體,試樣尺寸為30mm×7mm×5mm,工件施鍍流程:預磨試樣→堿性除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→化學復合鍍。化學鍍Ni-B合金鍍液組成及操作條件如下:氯化鎳30~50g/L,乙二胺10~30ml/L,氫氧化鈉30~60g/L,酒石酸鉀鈉30~60g/L,硼氫化鈉0.2~1.6g/L,穩定劑適量,pH>10,溫度45~55℃。復合鍍過程中需磁力攪拌,攪拌速度200r/min,恒溫水浴鍋加熱。為了得到相同厚度的鍍層,施鍍時間均為2h。將NaBH4添加量為0.9g/L的Ni-B鍍層試樣,分別在200、400和600℃氬氣保護下隨爐升溫,保溫1h。
采用化學鍍技術,選取硼氫化鈉作為還原劑,通過加入酒石酸鉀鈉等可以制備出耐磨板層。耐磨板與JFE-C400基體結合較好,界面連續、均勻、平整,表面形貌呈菜花狀的胞狀結構。NaBH4的添加量為0.9g/L時,耐磨板層呈非晶態,耐磨板層的耐磨性最好。熱處理后,鍍層由非晶態向晶態轉變,鍍層的耐蝕性下降。經過400℃熱處理的Ni-B鍍層耐蝕性最差。