碳鋼化學鍍鎳除氫和熱擴散工藝研究

汪玉祥，周蘇閩，李含馳，周 巍

(淮陰工學院生命科學與化學工程學院，江蘇 淮安 223003)

0 引言

在化學鍍體系中，被鍍金屬離子得到電子，氫離子也同樣會得到電子，生成原子態的氫，滲透到金屬鍍層內部，使鍍層疏松，鍍件擱置一段時間后，原子態的氫會結合生成氫氣而使體積膨脹，從而導致鍍層產生針孔、鼓泡甚至脫落等缺陷，如果滲透到基體還會導致整個鍍件發生氫脆，特別是高強度鋼，一旦滲氫很容易脆斷。同時在鍍前處理(清洗、酸洗、活化等)過程中由反應產生的氫氣均會造成基體吸氫，有些氫氣滲入到金屬晶格中去，造成晶格點陣歪扭，使零件內應力增加，鍍層和基體金屬變脆，降低了結合力甚至造成鍍層脆裂、脫落。因此，鍍后要在一定的溫度下熱處理數小時，驅除掉滲透到鍍層下面或者基體金屬中的氫。

化學鍍層與鋼材界面間的結合力是一項重要的力學性能。實踐證明:化學鍍層可以增加鋼材表面硬度、耐磨性、耐蝕性、增厚及修復工件。但如果結合強度不夠，則上述作用都將難以實現。

對鍍鎳金屬進行熱處理，可使鍍層與基體金屬的分界面上出現擴散層，使鍍層與基體金屬的結合力得到極大的加強。擴散層的特點是鍍層與基體金屬之間的成分逐漸發生了緩慢的變化，可降低鍍層與基體金屬因熱膨脹系數不同而引起的內應力。鍍鎳層與鋼材具有互溶性，通過適當的熱處理，并給予一定的能量，則可使原子通過界面擴散。……