本文關(guān)鍵詞：電鍍鋅硅鈦復(fù)合鈍化工藝研究

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【摘要】：鉻酸鹽鈍化由于操作簡(jiǎn)單、成本低、耐蝕性好,具有自修復(fù)性,廣泛應(yīng)用于鍍鋅鋼鐵件的后處理。但其鈍化液中的六價(jià)鉻有毒可致癌,各國(guó)已明令禁止鉻酸鹽的使用及廢水的排放。目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的是三價(jià)鉻鈍化技術(shù),其毒性相對(duì)鉻酸鹽大幅度降低,但工藝不穩(wěn)定,在使用和放置過(guò)程中易轉(zhuǎn)化為六價(jià)鉻,仍無(wú)法徹底解決鉻酸鹽鈍化的污染問(wèn)題。本文使用化學(xué)浸泡法,在硅酸鹽鈍化工藝的基礎(chǔ)上分別對(duì)添加劑組分TiCl3、CoSO4、 ZrF4、Ce(NO3)3、KMnO4優(yōu)選,結(jié)果表明其對(duì)膜層耐蝕性能的影響大小為Ti3+Co2+ZrF4 Ce3+KMn04,確定TiCl3為最佳添加組分,最終得到了以硅酸鹽和鈦鹽為主要成膜物質(zhì)的硅鈦復(fù)合無(wú)鉻鈍化工藝,鈍化液的最佳配方及操作條件為：Na2SiO3·9H2O 10·40g/L, TiCl3 2～10mL/L, NaNO3 10～40g/L, KF 2～10g/L, PH 1.5-2.5,鈍化時(shí)間20-50s,鈍化溫度15～30℃,恒溫烘干老化。SEM和XPS結(jié)果表明該復(fù)合膜較單一硅酸鹽鈍化膜微裂紋少、致密、膜層表面平整且團(tuán)聚物顆粒小。膜層導(dǎo)電性差,主要組分為Zn4Si2O7(OH)2·2H2O、SiO2、Zn(OH)2、Zn(OH)2. TiO2。復(fù)合膜使鍍鋅層的陰極和陽(yáng)極曲線均發(fā)生了一定的移動(dòng),容抗弧半徑遠(yuǎn)大于單一硅酸鹽鈍化膜,鈍化膜中性鹽霧實(shí)驗(yàn)出白銹時(shí)間為72h,與三價(jià)鉻鈍化膜耐蝕性能相當(dāng)。為方便無(wú)鉻鈍化液的工業(yè)應(yīng)用,得到鈍化濃縮液的A劑為Na2SiO3·9H2O、NaNO33、KF,最大濃縮12倍；B劑為TiCl3、H2SO4、H2O2、H20,最佳配比為TiCl3:H2SO4: H202:H20=1:2:2.5:4。該鈍化濃縮液鋅酸鹽鍍鋅體系耐蝕性能優(yōu)于氯化鉀鍍鋅,對(duì)不同零件均能得到外觀和耐蝕性較好的膜層。
【關(guān)鍵詞】：電鍍鋅 無(wú)鉻 硅酸鹽 復(fù)合膜
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 金屬腐蝕概述12
• 1.2 腐蝕防護(hù)方法12-13
• 1.3 電鍍鋅及鈍化處理13-14
• 1.4 鉻酸鹽鈍化技術(shù)的發(fā)展14-15
• 1.4.1 鉻酸鹽鈍化14-15
• 1.4.2 三價(jià)鉻鈍化15
• 1.5 無(wú)鉻鈍化技術(shù)的研究進(jìn)展15-20
• 1.5.1 硅酸鹽鈍化16
• 1.5.2 稀土金屬鹽鈍化16-17
• 1.5.3 鈦鹽鈍化17-18
• 1.5.4 有機(jī)硅烷鈍化18
• 1.5.5 有機(jī)酸鈍化18-19
• 1.5.6 其他無(wú)鉻鈍化19-20
• 1.6 課題選定及研究?jī)?nèi)容20-22
• 1.6.1 課題選定20-21
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 試驗(yàn)材料和方法22-34
• 2.1 試驗(yàn)材料、藥品和儀器22-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程24
• 2.3 電鍍鋅試樣的制備24-27
• 2.3.1 預(yù)處理24-25
• 2.3.2 電鍍鋅25-27
• 2.4 鈍化處理27-28
• 2.5 鈍化膜的性能測(cè)試28-31
• 2.5.1 鈍化膜的外觀和附著力的測(cè)試28
• 2.5.2 中性鹽霧試驗(yàn)28-29
• 2.5.3 鹽水浸泡試驗(yàn)29-30
• 2.5.4 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)30
• 2.5.5 電化學(xué)性能測(cè)試30-31
• 2.6 鈍化膜的微觀形貌及化學(xué)組成31
• 2.7 鈍化濃縮液配制及穩(wěn)定性考查31-34
• 2.7.1 鈍化濃縮液的配制31-32
• 2.7.2 鈍化濃縮穩(wěn)定性的考查32-34
• 第三章 無(wú)鉻鈍化工藝研究34-54
• 3.1 鈍化液基礎(chǔ)組分及工藝條件的確定34
• 3.2 鈍化液各組分的單因素試驗(yàn)34-40
• 3.2.1 Na_2SiO_3·9H_2O濃度對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響34-36
• 3.2.2 NaNO_3濃度對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響36
• 3.2.3 H_2O_2濃度對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響36-38
• 3.2.4 KF濃度對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響38-39
• 3.2.5 CUSO_4·5H_2O濃度對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響39-40
• 3.3 鈍化工藝條件的單因素實(shí)驗(yàn)40-44
• 3.3.1 PH值對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響40-41
• 3.3.2 鈍化時(shí)間對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響41-42
• 3.3.3 鈍化液溫度對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響42-43
• 3.3.4 干燥方式對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響43-44
• 3.4 鈍化液添加組分的單因素實(shí)驗(yàn)44-49
• 3.4.1 CoSO_4對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響44-45
• 3.4.2 TiCl_3對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響45-46
• 3.4.3 Ce(NO_3)_3對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響46-47
• 3.4.4 ZrF_4對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響47-48
• 3.4.5 KMnO_4對(duì)鈍化膜的外觀和耐蝕性能的影響48-49
• 3.5 鈍化液配方及操作工藝的確定49-50
• 3.6 鈍化液組分的正交實(shí)驗(yàn)50-52
• 3.7 鈍化液穩(wěn)定性的考查52
• 3.8 本章小結(jié)52-54
• 第四章 鈍化膜性能及耐蝕機(jī)理研究54-68
• 4.1 鈍化膜性能測(cè)試54-60
• 4.1.1 中性鹽霧實(shí)驗(yàn)54-55
• 4.1.3 鹽水浸泡實(shí)驗(yàn)55-56
• 4.1.4 硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)56-57
• 4.1.5 附著力測(cè)試57
• 4.1.6 電化學(xué)測(cè)試57-60
• 4.2 鈍化膜微觀形貌60-61
• 4.3 鈍化膜化學(xué)組成61-64
• 4.4 鈍化膜成膜過(guò)程64-65
• 4.5 鈍化膜耐蝕機(jī)理65
• 4.6 本章小結(jié)65-68
• 第五章 無(wú)鉻鈍化工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究68-78
• 5.1 鈍化液各組分穩(wěn)定性分析68
• 5.2 鈍化濃液劑組分的確定68-70
• 5.2.1 鈍化濃液劑組分間的組合性分析68-69
• 5.2.2 鈍化液的配置過(guò)程的研究69
• 5.2.3 鈍化液放置過(guò)程的研究69-70
• 5.3 鈍化濃縮濃縮倍數(shù)的確定70-71
• 5.3.1 A劑濃縮倍數(shù)的確定70-71
• 5.3.2 B劑濃縮倍數(shù)的確定71
• 5.4 鈍化濃縮液穩(wěn)定性考察71-73
• 5.4.1 鈍化濃縮液最大鈍化面積的確定71-72
• 5.4.2 A、B劑消耗量的考察72-73
• 5.5 鈍化濃縮液的工業(yè)試驗(yàn)73-75
• 5.5.2 不同鍍鋅體系鈍化效果的考察74
• 5.5.3 不同形狀零件鈍化實(shí)例74-75
• 5.5.4 鈍化液的使用及維護(hù)方案75
• 5.6 本章小結(jié)75-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 展望79-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表論文及專利86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：997546