本文關(guān)鍵詞：熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層及其轉(zhuǎn)化膜的研究

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【摘要】：本文向鋅浴中添加一定量的Al和Ce,通過熱浸鍍在Q235鋼基上獲得了Zn-Al、Zn-Al-Ce合金鍍層,對鍍層截面和合金組織進行了研究,以鍍浴合金組織來表征鍍層組織的表層,分析表層特征與鍍層耐蝕性的關(guān)系。隨后,以Mn(H2PO4)2·2H2O和Na2Si F6為主要成膜物質(zhì)在Zn-5Al-0.08Ce鍍層表面制備了一層基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜,并添加檸檬酸三銨對基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜的處理液進行改進,制備了耐蝕性能更好的改進型錳鹽轉(zhuǎn)化膜。采用SEM、EDS、XPS等方法分析了轉(zhuǎn)化膜的表面形貌、成膜過程及膜層成分;通過NSS腐蝕試驗、電化學測試等手段研究了轉(zhuǎn)化膜的處理工藝以及膜層的耐蝕性能;并對轉(zhuǎn)化膜的成膜機理進行了探討。研究表明熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層與熱浸鍍純鋅鍍層截面組織差別很大,Zn-Al-Ce鍍層由內(nèi)外兩層構(gòu)成,內(nèi)層是薄而連續(xù)致密的Fe-Al-Zn金屬間化合物,外層則基本與鍍浴的組織相同。對Zn-Al和Zn-Al-Ce合金組織的研究表明,加入Al后,鍍浴合金組織由先共晶相和鋅鋁共晶組織構(gòu)成。同時添加5wt%Al和0.08wt%Ce,獲得的鍍浴合金共晶組織呈短棒狀,組織均勻性致密性最好。但所有的共晶組織都存在許多不同取向和致密性的共晶團。中性鹽霧腐蝕試驗和電化學測試結(jié)果表明,鋅浴中添加Al和Ce能提高鍍層的耐蝕性,熱浸鍍Zn-5Al-0.08Ce合金鍍層在中性鹽霧腐蝕試驗中白銹覆蓋面積最小,且極化電阻最大,腐蝕電流密度最小,電化學交流阻抗譜的容抗弧半徑最大,說明了熱浸鍍Zn-5Al-0.08Ce合金鍍層具有最佳耐蝕性。熱浸鍍Zn-5Al-0.08Ce鍍層基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜的最佳成膜工藝:Mn(H2PO4)2·2H2O 30 g/L,Na2Si F6 0.3g/L,p H 3.0,處理時間2 min。制備改進型轉(zhuǎn)化膜時檸檬酸三銨的最佳添加量為1g/L。SEM分析表明,基礎(chǔ)型和改進型轉(zhuǎn)化膜都隨著處理時間的延長而增厚。加入檸檬酸三銨后膜層生長速度加快,轉(zhuǎn)化膜缺陷減少,厚度和致密性增加。當處理時間超過2min以后,膜層被刻蝕,出現(xiàn)了裂紋和剝落。中性鹽霧腐蝕試驗結(jié)果表明,熱浸鍍Zn-5Al-0.08Ce鍍層經(jīng)基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化液處理后,其耐中性鹽霧腐蝕的能力明顯提高。加入檸檬酸三銨后,獲得的改進型轉(zhuǎn)化膜腐蝕面積進一步減小,耐蝕性進一步提高。電化學測試結(jié)果表明,經(jīng)轉(zhuǎn)化處理后,試樣的極化電阻和交流阻抗增大,腐蝕電流密度下降,耐蝕性得到有效提高。加入檸檬酸三銨后,在處理時間為2min時,所得改進型轉(zhuǎn)化膜的極化電阻最大,腐蝕電流密度最小。EDS、XPS的分析表明,與基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜相比,改進型轉(zhuǎn)化膜膜層中出了含有Zn、Al、O、P、Mn、F、Si元素外,還含有較多的C,而且Si含量更高。基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜由Zn O、Zn F2、Zn3(PO4)2、Si O2、Al2O3/Al(OH)3和Mn的氧化物構(gòu)成,改進型轉(zhuǎn)化膜膜層中還含有檸檬酸鹽類物質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：熱浸鍍鋅 鋅鋁合金 稀土 轉(zhuǎn)化膜 檸檬酸三銨 耐蝕性
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 前言12
• 1.2 熱浸鍍鋅合金12-17
• 1.2.1 熱浸鍍Zn-Al合金13-14
• 1.2.2 熱浸鍍Zn-Ni合金14-16
• 1.2.2.1 活性鋼的Sandelin效應14-15
• 1.2.2.2 Ni對鍍鋅層性能的影響15-16
• 1.2.3 熱浸鍍Zn-Mn合金16-17
• 1.3 熱鍍鋅層和鋁合金的腐蝕及鈍化17-24
• 1.3.1 鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜17-19
• 1.3.2 鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜19-20
• 1.3.3 鈦鋯系轉(zhuǎn)化膜20-21
• 1.3.4 有機物化學轉(zhuǎn)化膜21-24
• 1.3.4.1 單寧酸21-22
• 1.3.4.2 植酸22-23
• 1.3.4.3 檸檬酸23-24
• 1.4 稀土元素RE在熱鍍鋅中的研究與應用24-26
• 1.4.1 稀土作為合金元素在熱浸鍍鋅中的研究和應用24-25
• 1.4.2 稀土轉(zhuǎn)化膜的研究和應用25-26
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容及意義26-28
• 第二章 試驗內(nèi)容和方法28-32
• 2.1 試驗材料28
• 2.1.1 熱浸鍍鋅合金試樣的制備28
• 2.1.2 試驗試劑28
• 2.2 熱鍍鋅合金試樣的制備28-29
• 2.2.1 中間合金的熔煉28-29
• 2.2.2 熱浸鍍鋅合金鍍層試樣的制備29
• 2.2.3 金相試樣的制備29
• 2.3 試驗設(shè)備及型號29-30
• 2.4 熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層轉(zhuǎn)化膜成膜工藝30
• 2.4.1 基礎(chǔ)型成膜工藝30
• 2.4.2 改進型成膜工藝30
• 2.5 膜層微觀形貌、成分的研究方法30-31
• 2.5.1 膜層組織形貌的觀察30
• 2.5.2 膜層化學成分分析30-31
• 2.6 膜層耐蝕性的研究方法31-32
• 2.6.1 中性鹽霧(NSS)試驗31
• 2.6.2 電化學測試31-32
• 第三章 熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層組織與耐蝕性32-45
• 3.1 前言32
• 3.2 熱浸鍍鋅鋁合金鍍層組織32-37
• 3.2.1 熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層截面組織32-34
• 3.2.2 Al含量對Zn-Al合金組織的影響34-35
• 3.2.3 Ce含量對Zn-Al-Ce合金組織的影響35-37
• 3.3 熱浸鍍Zn-Al合金鍍層的耐蝕性能37-40
• 3.3.1 電化學阻抗譜分析37-38
• 3.3.2 電化學極化分析38-39
• 3.3.3 中性鹽霧腐蝕試驗39-40
• 3.4 熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層的耐蝕性能40-43
• 3.4.1 電化學阻抗譜分析40-41
• 3.4.2 電化學極化分析41-42
• 3.4.3 中性鹽霧腐蝕試驗42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 熱浸鍍Zn-Al-Ce合金鍍層基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜45-62
• 4.1 前言45
• 4.2 基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜成膜工藝45-49
• 4.2.1 成膜工藝的確定45-48
• 4.2.2 成膜因素的分析48-49
• 4.3 基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜的膜層分析49-55
• 4.3.1 表面形貌49-52
• 4.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)52-55
• 4.4 基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜成膜過程分析55-57
• 4.5 基礎(chǔ)型轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能57-60
• 4.5.1 中性鹽霧腐蝕試驗57
• 4.5.2 電化學極化分析57-59
• 4.5.3 電化學阻抗譜分析59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 第五章 熱浸鍍Zn-Al-Ce鍍層改進型轉(zhuǎn)化膜的制備與性能62-75
• 5.1 前言62
• 5.2 檸檬酸三銨改進型錳鹽轉(zhuǎn)化膜的制備62-63
• 5.3 改進型轉(zhuǎn)化膜的形貌及成分分析63-70
• 5.3.1 表面形貌分析63-66
• 5.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS)66-69
• 5.3.3 紅外光譜分析69-70
• 5.4 改進型轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性能70-73
• 5.4.1 中性鹽霧腐蝕試驗70-71
• 5.4.2 電化學極化分析71-72
• 5.4.3 電化學阻抗譜分析72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻77-85
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄒洪慶;;鑄鋁合金鋯系非絡化學成膜處理工藝應用[A];2002年全國電子電鍍年會論文集[C];2002年

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本文編號：1084032