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NiWP三元合金具有很多优异的性能,如装饰性外观、高硬度、高耐磨性、高热稳定性和良好的耐蚀性等,备受研究者的关注,并以已利用多种方法成功制备得到。这些方法有化学镀、直流电沉积、脉冲电镀和喷镀等。该合金因具不同的结构而性能各异。由于钨含量>20 wt.%的NiWP合金较难通过电沉积法制备得到,关于这种合金的研究鲜有报道。本文采用一种氨性柠檬酸盐新型镀液和适宜的工艺,成功实现钨含量在30wt.%左右的NiWP三元合金的电化学制备,并根据实践要求主要开展了以下几方面的工作:1、Ni-30W-2P(wt.%)合金的电化学制备本文通过直流电沉积的方法,在柠檬酸铵盐溶液中,通过研究工艺参数对NiWP合金的沉积过程的影响,确定了在这种体系下,获得较高W含量的合金镀层的最佳工艺,并对这种镀层进行了显微形貌和组分的表征。W含量和电流效率均随着pH的升高而升高。pH为7.0时,W含量达到30.32 wt.%。pH值的最佳控制范围为6.5~8.0。在70℃时,镀层中W含量达到30.75 wt.%,提高镀液温度会导致电流效率的降低。镀液温度最佳控制范围为60~80℃。W含量是随电流密度的增加呈先升后降趋势,而电流效率随着电流密度的增加而降低,电流密度需控制在7.5~15 A/dm2内。应用最佳的工艺条件(pH=7,T=70℃,J=10A/dm2)电沉积得到光亮光滑的Ni-30W-2P(wt.%)合金,镀层平整均匀,NiWP镀层与基体结合良好,镀层紧实细致。2、Ni-30W-2P(wt.%)合金的结构研究以Q235A钢为基体电沉积得到Ni-30W-2P(wt.%)合金镀层。对该镀层的微观结构、晶相结构、晶化过程和结构与性能的关系进行了详细的研究。腐蚀后的镀层的表面形貌表明晶体形状主要为六边形和五边形,晶界分布均匀,Ni、W和P元素在镀层表面的分布很均匀。镀层的差热分析表明放热温度范围为493.8℃～780.5℃,晶化温度为578.3℃。Ni-30W-2P(wt.%)合金在500℃及以下,均只在2θ为44°附近出现一个Ni(111)的特征峰,表明该合金有一定的热稳定性。在800℃时该合金完全晶化。经500℃热处理180 min后,镀层内亚稳相的析出并实现转变已进行得比较完全,此时的镀层具有最高的显微硬度。经300℃热处理后,镀层因应力得到一定的释放,结构更加致密,其icorr与Cr镀层的相近,具有良好的耐盐水蚀性能。盐酸腐蚀实验的结果表明,经300℃热处理的Ni-30W-2P(wt.%)合金镀层具有较NiP和Cr更优的耐盐酸腐蚀性能。3、NiWP合金镀层的耐电偶腐蚀性能研究将电偶对Q235A/镀层(NiWP、FeNiW、NiP和Cr)浸泡在3.5wt.%NaCl溶液中观察其电偶腐蚀行为。发现在电偶腐蚀过程中,Q235A为阳极,各镀层为阴极。经不同温度热处理后的NiWP镀层与相应温度热处理后的Q235A钢偶接后,表现出不同的耐电偶腐蚀性能。在各时间段下,不同的电偶对的腐蚀速率有同样的变化趋势。对同一电偶对的腐蚀速率来说,随腐蚀时间的延长,腐蚀速率有先增后减的趋势。各电偶对的电偶腐蚀效应系数大小顺序为:γNiP >γNiWP(140℃) >γFeNiW(600℃) >γNiWP(320℃) >γNiWP(500℃) >γCr。与相应的Q235A偶接后,经500℃热处理后的NiWP镀层表现出与Cr接近的较佳的耐电偶腐蚀性能,而NiP镀层的耐电偶腐蚀性能最差。FeNiW镀层由于本身的微裂纹结构而具有比NiWP稍差的耐电偶腐蚀性能。将各电偶对材质钢体(35CrMo、30CrMo、40Cr和45#钢)/NiWP镀层浸泡在3.5wt.%NaCl溶液中观察其电偶腐蚀行为。在电偶腐蚀过程中,各材质钢体作为阳极被加速腐蚀,NiWP镀层作为阴极而受到保护。各电偶对的电偶腐蚀效应系数大小顺序为:γ30CrMo >γ40Cr >γ35CrMo >γ45#钢。NiWP合金与30CrMo偶接时,最容易发生电偶腐蚀。而其与45#钢偶接时,耐电偶腐蚀性能最好。