【摘要】：為了提高鍍鋅鋼鐵件的耐蝕性,研發(fā)了一種適用于堿性鍍鋅和氰化鍍鋅的三價鉻彩色鈍化膜制備工藝。采用正交及單因素試驗確定鈍化液成分及工藝參數(shù)為:Cr(NO3)3·9H2O 22g/L,H2SO4 4.0ml/L,HNO3 2.2 ml/L,鈉鹽1.1 g/L,鈷鹽4.0 g/L,潤濕劑1.0 ml/L,p H值0.8~1.2,溫度維持在30±2℃,將鍍鋅零件靜置于鈍化液中反應(yīng)50s,空停10~15s后熱風(fēng)吹干,即可在鋅層表面獲得一層均勻光亮、結(jié)合力良好的彩虹色鈍化膜;對膜層的耐蝕性、鈍化膜與漆膜的結(jié)合力等性能進(jìn)行測試;研究了鍍液和鈍化液中幾種常見金屬雜質(zhì)對鈍化膜質(zhì)量的影響;通過電位-時間曲線對鈍化膜生長過程進(jìn)行了研究;采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線光電子能譜(XPS)等研究分析三價鉻鈍化膜的表面結(jié)構(gòu)與成分分布等。結(jié)果表明:三價鉻鈍化膜與航空常用漆TB06-9底漆干法結(jié)合力、濕法結(jié)合力都能達(dá)到0級;堿性鍍鋅三價鉻鈍化試樣經(jīng)過336h中性鹽霧試驗出現(xiàn)白銹;氰化鍍鋅三價鉻鈍化試樣經(jīng)過72h的中性鹽霧試驗產(chǎn)生白銹。氰化鍍鋅層中含有較多雜質(zhì)且鍍層不新鮮,導(dǎo)致鈍化膜耐蝕性差于堿性鍍鋅三價鉻鈍化膜。研究發(fā)現(xiàn)在鍍鋅及鈍化過程中,金屬雜質(zhì)Fe~(2+)、Cu~(2+)等對鈍化膜外觀質(zhì)量及耐蝕性有不利影響。鍍液中存在的Fe~(2+)、Cu~(2+)雜質(zhì)含量超過0.02g/L和0.002g/L,會導(dǎo)致鈍化膜不均勻、發(fā)黑發(fā)花甚至無彩色膜出現(xiàn);鈍化液中的雜質(zhì)金屬離子超過Fe~(2+)0.1g/L、Cu~(2+)0.03g/L會導(dǎo)致鈍化膜不均勻、顏色變暗甚至起粉,嚴(yán)重降低了膜層耐蝕性。SEM結(jié)果顯示:堿性鍍鋅層表面光滑均勻、結(jié)構(gòu)緊湊,無明顯裂紋;鈍化膜表面平整,散亂且無規(guī)律分布著大量裂紋,由截面形貌可知,這些微裂紋僅分布于鈍化膜表面,并未貫穿整個膜層,微裂紋的存在有助于提高鈍化膜與漆膜的結(jié)合力;EDS結(jié)果表明:鈍化膜裂紋處及平整處含有相同元素Zn、O、Cr,且各元素的含量基本一致。成膜過程按電位隨時間變化可分為:鋅層的溶解、膜層迅速生長、膜層緩慢生長和膜層生長與溶解平衡四個階段。XPS結(jié)果表明:鈍化膜主要含有Cr、O、Zn以及少量的Co等元素,按其成分分布狀態(tài)可分為內(nèi)、外兩層,以鈍化膜約350nm為分界處。外層的鈍化膜成分分布較均勻,各元素含量幾乎沒有較大變化,主要由Cr(OH)3、Zn(OH)2、Cr2O3、ZnO以及少量Co(OH)2、CoO等;與外層相比,內(nèi)層鈍化膜中Zn含量增加,Cr、O和Co的含量降低,膜層主要由Cr2O3、Cr(OH)3、ZnO和少量的Co(OH)2構(gòu)成。鈍化膜由多種氧化物和氫氧化物的復(fù)合鹽組成:鈍化過程中鋅層發(fā)生溶解,反應(yīng)界面OH-濃度升高,多種氫氧化物在鋅層表面沉積形成鈍化膜;膜層在干燥過程中,部分氫氧化物脫水形成氧化物。
[Abstract]:In order to improve the corrosion resistance of galvanized iron and steel, a trivalent chromium-chromic passivation film suitable for alkaline galvanizing and cyanide galvanizing was developed. The composition and process parameters of passivating solution were determined by orthogonal and single factor tests as: Cr (NO3): 3 9H2O 22g / L H2SO4 4.0 ml / L HNO3 2.2 ml/L, sodium salt 1.1 g / L, cobalt salt 4.0 g / L, wetting agent 1.0 ml/L,p H value 0.8% 1.2, temperature maintained at 30 鹵2 鈩，

本文編號：2289815