本文關(guān)鍵詞：汽車用鍍鋅鋼板表面晶態(tài)磷化工藝與電泳技術(shù)

  更多相關(guān)文章： 汽車 鍍鋅鋼板 晶態(tài)磷化 陰極電泳 工藝及技術(shù)

【摘要】：隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,鍍鋅鋼板已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于車身及其他零部件。它的使用不僅可以輕量化車身,還可以增加車身耐腐蝕性,延長汽車使用壽命,因而在鍍鋅鋼板表面的前處理和涂裝也越來越受到重視。目前幾乎所有汽車制造商們都還在使用傳統(tǒng)的Zn2+、Mn2+、Ni2+及亞硝酸鹽中溫三元磷化處理工藝,該工藝不僅嚴(yán)重污染環(huán)境,危害施工人員健康,而且還消耗大量能源。為此,本論文從節(jié)能環(huán)保角度開發(fā)了和電泳配套性較好的不同晶態(tài)磷化工藝,具有一定的市場應(yīng)用前景。本論文主要內(nèi)容分為以下三個方面:(1)通過對促進(jìn)劑和添加劑的選擇和復(fù)配,采用正交實(shí)驗方法配制了一種無亞硝酸鹽的常溫低渣磷化液,該磷化液在28~33°C下磷化處理鍍鋅鋼板2.5 min,即能夠在其鋼板表面形成優(yōu)良的晶態(tài)磷化膜,且磷化沉渣極少。通過電位-時間曲線、電化學(xué)Tafel極化曲線、交流阻抗(EIS)圖譜、掃描電鏡(SEM)、XRD圖譜和中性鹽霧循環(huán)等實(shí)驗研究了晶態(tài)磷化成膜過程及膜層性能。結(jié)果表明:磷化膜表面緊湊致密,呈片顆粒狀結(jié)構(gòu),主要成分為Zn3(PO4)2·4H2O、Mn2Zn(PO4)2·4H2O、Zn2Ni(PO4)2·4H2O及Zn2Mn(PO4)2·4H2O,膜層各項性能均能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),可滿足汽車板涂裝行業(yè)需求。(2)選用小分子量乙烯基三乙氧基硅烷(A151)對納米SiO2進(jìn)行表面改性處理,增強(qiáng)其在溶液中的分散性。通過粒徑、Zeta電位等測試表明,在乙醇水溶液體系中納米SiO2含量為0.3 g,硅烷含量為0.15 g時,改性效果最好,改性后的納米SiO2平均粒徑為165 nm。將改性后的納米SiO2代替鎳離子加入磷化液,制備出復(fù)合改性納米二氧化硅的無鎳磷化膜。當(dāng)改性納米SiO2在磷化液中含量達(dá)到0.4 g/L時,鋼板表面的磷化膜耐蝕性較強(qiáng),膜厚也適中,然后繼續(xù)增加改性納米SiO2含量,膜層開始粗糙,膜厚大幅增加。通過電化學(xué)Tafel極化曲線、EIS阻抗圖譜、掃描電鏡(SEM)、XRD圖譜等實(shí)驗對復(fù)合改性納米SiO2磷化膜進(jìn)行表征,結(jié)果表明復(fù)合膜層具有優(yōu)異的耐蝕性能,能夠有效地阻止介質(zhì)對膜層的腐蝕,膜層主要由Mn2Zn(PO4)2·4H2O、Zn2Mn(PO4)2·4H2O、Zn3(PO4)2·4H2O及少量SiO2所組成。(3)利用上述晶態(tài)磷化工藝所制備的磷化樣板作為陰極電泳的基板,探究電泳電壓、電泳時間、電泳溫度、膜層耐堿性對電泳漆膜的配套性影響。結(jié)果表明:該兩種磷化膜具有優(yōu)異的耐堿性能,在電泳電壓為200~240 V、電泳時間為120~180 s,電泳溫度為25~30°C時均能夠獲得較好的電泳膜層。對電泳后的漆膜涂層進(jìn)行附著力、杯凸、鹽霧劃叉等實(shí)驗測試,同樣表明上述制備的兩種磷化膜和電泳有較好的配套性,電泳后的漆膜各項性能均能達(dá)到國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：汽車 鍍鋅鋼板 晶態(tài)磷化 陰極電泳 工藝及技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U466;TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 鍍鋅鋼板表面磷化與電泳技術(shù)的概述與發(fā)展10-26
• 1.1 選題背景10
• 1.2 鍍鋅鋼板在汽車行業(yè)的應(yīng)用10-11
• 1.3 鍍鋅鋼板表面磷化技術(shù)11-15
• 1.3.1 磷化處理技術(shù)11
• 1.3.2 磷化機(jī)理11-13
• 1.3.3 磷化處理流程13
• 1.3.4 鍍鋅鋼板磷化膜性能影響因素13-15
• 1.4 汽車鍍鋅板磷化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-18
• 1.4.1 汽車鍍鋅板磷化現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 汽車鍍鋅板磷化存在的問題16
• 1.4.3 汽車鍍鋅板磷化發(fā)展趨勢16-18
• 1.5 陰極電泳涂裝18-21
• 1.5.1 陰極電泳涂裝的發(fā)展18-19
• 1.5.2 陰極電泳涂裝的機(jī)理19-20
• 1.5.3 磷化膜與陰極電泳的配套性20-21
• 1.6 本論文的選題意義及主要內(nèi)容21-22
• 1.6.1 選題意義21
• 1.6.2 主要內(nèi)容21-22
• 參考文獻(xiàn)22-26
• 第二章 試驗內(nèi)容與測試方法26-31
• 2.1 試驗材料及儀器26
• 2.1.1 試驗試件26
• 2.1.2 試驗試劑26
• 2.1.3 試驗儀器26
• 2.2 磷化液的制備26-27
• 2.2.1 磷化液的預(yù)配26
• 2.2.2 磷化液的酸度測定26-27
• 2.3 磷化及電泳工藝27
• 2.4 磷化膜性能測試27-29
• 2.4.1 外觀27-28
• 2.4.2 膜重28
• 2.4.3 磷化膜耐蝕性28
• 2.4.4 磷化膜電化學(xué)測試28-29
• 2.4.5 形貌(SEM)和組成(EDS)29
• 2.4.6 X射線衍射分析(XRD)29
• 2.4.7 磷化膜其他測試29
• 2.5 漆膜質(zhì)量測試29-30
• 2.6 改性納米SiO2的表征30-31
• 2.6.1 粒徑測試30
• 2.6.2 紅外光譜測試30-31
• 第三章 常溫低渣磷化液的配制及其晶態(tài)磷化工藝31-46
• 前言31
• 3.1 試驗部分31-32
• 3.1.1 基礎(chǔ)磷化液的選擇31-32
• 3.1.2 促進(jìn)劑及添加劑的選擇32
• 3.2 試驗結(jié)果與討論32-43
• 3.2.1 基礎(chǔ)磷化液及正交試驗32-33
• 3.2.2 新型磷化液及正交試驗33-34
• 3.2.3 電位-時間曲線34-35
• 3.2.4 促進(jìn)劑與膜重的關(guān)系35-36
• 3.2.5 膜重與溫度時間的關(guān)系36-37
• 3.2.6 電化學(xué)Tafel極化曲線與交流阻抗(EIS)測試37-40
• 3.2.7 磷化膜的形貌組成和晶體分析40-42
• 3.2.8 磷化沉渣實(shí)驗42
• 3.2.9 中性鹽霧實(shí)驗(NSST)分析42-43
• 3.3 小結(jié)43-44
• 參考文獻(xiàn)44-46
• 第四章 改性納米SiO_2復(fù)合磷化液的配制與晶態(tài)磷化膜形成機(jī)理46-61
• 前言46
• 4.1 試驗部分46-47
• 4.1.1 納米SiO_2的改性46
• 4.1.2 基礎(chǔ)磷化膜的制備46-47
• 4.1.3 復(fù)合改性納米SiO_2磷化膜的制備47
• 4.2 試驗結(jié)果與討論47-58
• 4.2.1 納米SiO_2的改性分析47-51
• 4.2.2 不同改性納米SiO_2含量對膜厚及點(diǎn)滴試驗的影響51-52
• 4.2.3 不同改性納米SiO_2含量膜層的Tafel極化曲線測試52-53
• 4.2.4 復(fù)合膜層交流阻抗EIS譜測試53-56
• 4.2.5 中性鹽霧實(shí)驗(NSST)測試56
• 4.2.6 磷化膜的成分(EDS)和結(jié)構(gòu)(XRD)測試56-57
• 4.2.7 機(jī)理推測分析57-58
• 4.3 小結(jié)58-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 第五章 晶態(tài)磷化工藝與陰極電泳技術(shù)的配套性61-70
• 前言61
• 5.1 試驗部分61
• 5.1.1 陰極電泳漆膜的制備61
• 5.2 試驗結(jié)果與討論61-68
• 5.2.1 電泳電壓對電泳配套性的影響61-63
• 5.2.2 電泳時間對電泳配套性的影響63-64
• 5.2.3 電泳溫度對電泳配套性的影響64-65
• 5.2.4 磷化膜耐堿性對電泳配套性的影響65-66
• 5.2.5 電泳漆膜性能測試66-67
• 5.2.6 電泳漆膜其他性能測試67-68
• 5.3 小結(jié)68-69
• 參考文獻(xiàn)69-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-72
• 碩士期間的研究成果72-73
• 致謝73

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