全世界每90秒就有1吨钢因腐蚀而损失,2005年我国腐蚀损失保守估计为5000亿元,1750万吨标准煤因腐蚀结垢而被消耗。防腐与节能已迫在眉睫。本课题利用化学镀技术,通过对低品质材料进行表面处理,增强其耐蚀性,从而以低品质材料代替高品质的材料,降低设备初投资和延长设备使用寿命;同时,通过镀层技术改善换热元件的表面能,实现蒸汽珠状凝结以提高换热效率。根据化学镀的反应特点和合金沉积机理,并结合实验条件、工艺要求、镀层性能,在反复实验和分析基础上,对镍磷镀层镀液主要成分进行了遴选。重点分析了主盐与还原剂的比例关系,确定了一个合适的主盐对还原剂的摩尔比。重点研究了各种络合剂的选用及其搭配情况,解决了化学镀的核心问题。络合剂对镀液性能、寿命和镀层质量有着重要的影响。研究了稳定剂及其它试剂对镀液性能、镀件质量的影响情况,通过大量实验选择了符合设计要求的成份组合。研究了镍磷镀的基本处理工艺,并对影响镍磷镀层的主要工序进行了重点研究。镀层质量与镀前处理、施镀操作、镀后处理关系密切,正确地实施镍磷化学镀工艺,是获得高质量镀层的基础。镀前处理包括试件制备、除锈、除油和活化处理等,每一步工序都要严格按标准进行,不能有丝毫马虎。若镀前处理不好,以后的全部实验都会前功尽弃。在对镀液主要成分的控制工序中,重点研究了镀液的配制和使用方法、镀液的测定分析和补加方法。在施镀过程中由于Ni²⁺在镀液中不断消耗,对次磷酸钠的浓度进行了规范的测定和实时补加;通过试验研究了PH值对沉积速度、镀层镍磷含量、镀液性能的影响关系,进一步分析了PH值自身在镀前和镀后的变化情况,并绘制了它们之间的关系图;研究了沉积速度对镀层质量的影响情况;研究了温度对镀液和镀层的影响,温度过高,镀液易分解,温度太低,沉积速率很慢,甚至难以反应,通过实验分析得到温度在83±2℃范围比较合适。镀后处理主要进行了除氢处理、钝化处理和封孔处理。在封孔处理过程中,研究了一种溶胶--凝胶法封孔新工艺。从初始实验设计到遴选出符合要求的镍磷化学镀工艺,作者进行了300余个样本的试验,并借助先进的扫描电镜、金相显微镜、硬度仪等仪器对试件进行分析,利用正交试验设计方法科学设计实验。镀层耐腐蚀性能是检验镀层质量最主要的指标。研究方法是:把不同施镀工艺条件下的镀件放在相同的腐蚀环境中进行腐蚀试验;把相同施镀工艺条件下的镀件放在不同的腐蚀环境中进行腐蚀试验。研究了镍磷镀层的耐腐蚀机理,通过研究镀层的腐蚀行为而获得的资料和数据,是进一步改善镀液成分、完善施镀工艺、检验镀前处理优劣和如何进行镀后处理的主要根据。通过腐蚀性试验,遴选出了一种行之有效的高磷施镀工艺,利用这一工艺成功制备了镍磷镀层,并对镀层进行了耐腐蚀性试验。试验表明所遴选的施镀工艺是可行的,镀层的耐腐蚀性是非常好的。