热镀锌板新型三价铬钝化液及工艺的研究

发布时间：2017-05-22 14:31

  本文关键词：热镀锌板新型三价铬钝化液及工艺的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：镀锌是一种提高钢铁抗腐蚀能力的常用手段,但是锌层在潮湿的空气中容易被腐蚀形成白锈,从而失去防护作用,为了进一步提高镀锌层的耐蚀性,通常在镀锌层进行钝化处理,不仅提高了其表面质量,也延长了钢铁镀锌层的使用寿命。镀锌钝化板广泛应用于家电行业及汽车等领域,随着科学的进步和环保水平的提高,高污染、致癌性的传统铬酸盐钝化已经逐步被淘汰,开发新型、低污染、无毒的钝化技术是科研工作者的研究热点。本文研究了热镀锌板新型三价铬钝化液及钝化工艺,并对其成膜过程与耐蚀机理进行了探讨。通过单因素实验、正交优化等方法确定了三价铬钝化膜的最佳配方和工艺为:氯化铬0.8mol·L-1,硝酸铬0.3mol·L-1,硅氧烷促进剂2%,固化温度120℃,固化时间100s,钝化液p H值1.0。采用醋酸铅点滴实验、NSS、浸泡盐水实验、电化学测试等方法对三价铬钝化膜的性能进行研究,结果表明,三价铬钝化膜使热镀锌板的点滴时间和浸泡盐水时间延长,NSS可达到120h,腐蚀电位正移,腐蚀电流降低了1个数量级,交流阻抗显著提高,并确定了钝化膜的等效电路为R(Q(R(QR)));三价铬钝化膜的耐热性、耐结合力和耐指纹性表现良好,但耐水性效果不佳;通过SEM和XRD分析结果可知,三价铬钝化膜的试样表面平整,基本无裂纹,钝化膜结构致密,对镀锌层的遮盖性良好,膜层主要由Zn、Cr、O、Fe、P等元素组成,其主要成分为Zn Cr2O4;采用点滴和滴定的方法可知,三价铬钝化膜和钝化液中几乎不含有Cr6+。通过加速腐蚀实验对三价铬钝化膜、六价铬钝化膜和二氧化硅钝化膜的耐蚀性和自修复性能进行对比研究,其结果表明,二氧化硅钝化膜的耐蚀性和自修复功能最差,三价铬钝化膜的自修复功能和耐蚀性有所提高,可以与六价铬钝化膜相媲美。
【关键词】：热镀锌板 三价铬钝化 耐蚀性 耐蚀机理
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 镀锌层的腐蚀与防护12-13
• 1.3 热镀锌的钝化技术13-22
• 1.3.1 六价铬钝化技术13-15
• 1.3.2 无铬钝化技术15-17
• 1.3.3 三价铬钝化技术17-22
• 1.4 三价铬钝化的发展前景22
• 1.5 本课题研究的目的和内容22-24
• 1.5.1 研究目的22-23
• 1.5.2 研究内容23-24
• 第2章 实验材料和方法24-30
• 2.1 实验材料与设备24-25
• 2.1.1 实验材料24
• 2.1.2 实验设备24-25
• 2.2 实验方法25
• 2.2.1 钝化液的制备25
• 2.2.2 钝化膜的制备25
• 2.2.3 钝化液配方的优化25
• 2.3 钝化液成分的选择25-27
• 2.4 钝化膜的性能测试27-30
• 2.4.1 醋酸铅点滴实验27
• 2.4.2 浸泡盐水试验27
• 2.4.3 中性盐雾试验27
• 2.4.4 电化学测试27-28
• 2.4.5 耐热性28
• 2.4.6 耐水性28
• 2.4.7 耐结合力28
• 2.4.8 耐指纹性28
• 2.4.9 钝化膜组织形貌及成分分析28
• 2.4.10六价铬的检测28-30
• 第3章 热镀锌板三价铬钝化液及工艺的确定30-49
• 3.1 基础工艺的筛选30
• 3.2 钝化液组分的确定30-40
• 3.2.1 氯化铬浓度的确定30-33
• 3.2.2 硝酸铬浓度的确定33-36
• 3.2.3 硅氧烷促进剂浓度的确定36-40
• 3.3 钝化液配方的优化40-41
• 3.4 三价铬钝化膜工艺的研究41-47
• 3.4.1 固化温度的影响41-42
• 3.4.2 固化时间的影响42-44
• 3.4.3 pH对钝化膜性能的影响44-45
• 3.4.4 镀锌板温度对钝化膜性能的影响45-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 热镀锌板三价铬钝化膜性能研究49-58
• 4.1 三价铬钝化膜耐蚀性能测试49-52
• 4.1.1 醋酸铅点滴实验49
• 4.1.2 盐水浸泡实验49
• 4.1.3 中性盐雾试验49-50
• 4.1.4 塔菲尔极化曲线的测试50-51
• 4.1.5 电化学阻抗谱的测试51-52
• 4.2 三价铬钝化膜物理性能的测试52-53
• 4.2.1 钝化膜的耐热性52
• 4.2.2 钝化膜的耐水性52-53
• 4.2.3 钝化膜的结合力53
• 4.2.4 钝化膜的耐指纹性53
• 4.3 三价铬钝化膜的形貌和成分53-56
• 4.3.1 扫描电子显微镜（SEM）分析53-55
• 4.3.2 X射线衍射（XRD）55-56
• 4.4 钝化液及钝化膜层的六价铬检测56
• 4.4.1 钝化液中的六价铬检测56
• 4.4.2 钝化膜层中的六价铬检测56
• 4.5 钝化膜耐蚀机理的分析56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第5章 三价铬钝化膜性能的对比58-64
• 5.1 中性盐雾试验58
• 5.2 电化学测量58-61
• 5.2.1 塔菲尔曲线测量58-59
• 5.2.2 交流阻抗测量59-61
• 5.3 钝化膜组织形貌61-62
• 5.4 自修复性能对比62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果72-73
• 致谢73-74

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