异形钨合金零部件镀镍层腐蚀

钨镍铜合金被广泛地应用于军事、电子和通讯行业中，这种钨合金主要是由质量分数为88%~95%的钨及铜、镍等合金元素组成，通过粉末冶金的方法制备。在工业应用中，钨镍铜合金的抗腐蚀性能差，一般采用化学镀镍、镀镍磷的方法提高零部件的抗腐蚀性能，达到使用要求。目前关于钨镍铜、钨铜合金化学镀的试验研究主要集中在形状简单的矩形、圆饼形试样的较大平面上进行，试验结果显示，镀层显示出了比较理想的抗腐蚀性能。可是，由于通常实际制备的零部件形状复杂，再加上近净成型的工艺要求，材料的相对致密度水平不高，材料本体的抗腐蚀性能更低，给化学镀技术带来了两方面的问题：一是由于材料表面孔隙度高，镀层能否有效覆盖材料表面，达到良好的结合强度；二是复杂的零部件形状可能导致镀层边角处脱落。以某型钨镍铜合金产品为例，对复杂零部件钨镍铜材料镀层抗腐蚀性能进行试验研究，评价其抗腐蚀性能。

对比分析了试样中非边角处镀层和较大平面上镀层在腐蚀前后的形貌，如图2所示。可知，镀镍层经长时间高温水雾腐蚀后，表面形貌与腐蚀前基本没有变化，未发现明显的腐蚀产物，说明镀镍层均匀致密，有效地阻止了腐蚀介质到达基体。对腐蚀后的能谱分析，如图3所示。测试结果显示，镀层表面镍的质量分数达到70%以上，由于能谱的加速电压达到20kV，因此基底材料钨也在测试结果中占较少的比例，表层中氧元素的质量分数在2%左右，这进一步表明，大平面位置的镀层表现出良好的抗腐蚀性能。边角结合处的形貌，如图4所示。可以看出，镍镀层在边角处部分区域已经完全脱落，部分区域已经与基底材料分离，镀层脱落的材料表面上附着了一些腐蚀产物，对腐蚀产物能谱分析结果，见图5。腐蚀产物中氧元素的质量分数达到20%以上，原子数分数达到40%，其中钨元素的质量分数达到60%以上，镍元素的质量分数达到6%，说明腐蚀产物主要以氧化物为主。对比边角处和平面位置材料的腐蚀特点，不难看出，镀层具有良好的抗高温水雾腐蚀的能力，基底材料抗高温水雾腐蚀的能力较差，腐蚀中主要以钨、镍的氧化为主；镀层在边角处与基底材料的结合强度低，局部区域与基底分离、脱落造成了腐蚀过程从基底材料开始，从而导致零部件的腐蚀失效，因此，镀镍、形状复杂的W-Ni-Cu零部件抗腐蚀性能差的主要因素，并非是镀层的抗腐蚀性能差，而是镀层在边角处与基底材料的结合强度低。