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酸性化学镀Ni-P合金在铝热管表面的工艺研究及耐腐蚀性研究

作　者: 段海龙
导　师: 钟毅
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料工程
关键词: 化学镀Ni-P 前处理热处理模拟烟道腐蚀
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着社会不断的发展进步,资源合理利用、能源高效的综合利用变得备受人们的关注。根据热管所具有的优越性能以及铝资源丰富的优越性,开发研究“Ω”型轴向槽道铝热管回收能耗大户—钢铁行业中所产生的中低温余热。由于铝材质有限的耐腐蚀性以及本课题中换热器服役环境的特殊性,本文采用化学镀Ni-P合金对高效铝热管束进行表面改性,改善铝热管束的耐腐蚀性,以满足将热处理炉排放的废气温度由300℃左右降低至150℃以下的要求。由于钢铁行业中所燃烧的能源大部分为煤炭资源。由于煤炭的资源的大量使用。因此所产生的废热中含有大量硫气氛腐蚀性气体,并且夹杂着众多粉尘颗粒。提高高效铝热管束的耐腐蚀性能成为本课题研究的关键。本文阐述了铝及铝合金的表面处理工艺及方法。主要研究了化学镀Ni-P合金的前处理工艺以及镀液中的主盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、镀液PH值以及镀液温度对化学镀Ni-P合金的影响。最后确定了铝基体化学镀Ni-P合金的前处理工艺及三套在铝基上化学镀Ni-P合金的基本工艺配方。对镀件进行180℃×2h、290℃×2h.350℃×2h、400℃×2h热处理工艺,研究合金镀层与基体的结合力发现经过180℃×2h热处理可以有效改善镀层与基体的结合性能。采用NaCl(3.5％)溶液做极化曲线测试,发现试验中所得到Ni-13.79%P的耐腐蚀性最好；采用硫酸溶液浸泡失重实验研究发现,Ni-13.79%P在10%的硫酸溶液中浸泡三周(21d)失重最轻；采用自制模拟烟道耐腐蚀箱进行测试,实验条件为：温度300℃,SO2体积分数为1%,炉内放置粉尘颗粒210g,电机带动风扇吹动粉尘颗粒。在上述条件下模拟烟道腐蚀环境持续实验测试10h,试样分为镀态下不同磷含量的镀件和经过不同热处理过的镀件。实验结果表明13(Ni-13.79%P)号试样在经过290℃×2h热处理的失重量最小。最终确定铝热管化学镀Ni-P合金的工艺为：试样→机械打磨(抛光)→超声波清洗→碱性脱脂→酸洗→一次浸锌→退锌→二次浸锌→化学镀→烘干→热处理→成品；化学镀配方为：硫酸镍(NiSO4.6H2O)30g/L,次亚磷酸钠(NaH2PO2.H2O)25g/L,丁二酸(C4H6O4.6H2O)12g/L,苹果酸(C4H6O5)20g/L,复合添加剂3g/L,PH=5.3,温度：90℃；热处理工艺为：200℃×2h。

酸性化学镀Ni-P合金在铝热管表面的工艺研究及耐腐蚀性研究

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