高耐腐蚀性三价铬彩色钝化膜制备工艺优化及膜层性能研究

为进一步提高三价铬彩色钝化膜的性能,在无机钝化液中加入有机硅树脂,制备了一种新型高耐蚀性能三价铬彩色钝化液。该钝化液可以在镀锌板表面形成有机-无机复合钝化膜,通过红外光谱仪分析钝化膜结构,采用扫描电镜观察钝化膜微观形貌,用能谱仪分析钝化膜的微观组成,采用电化学试验、中性盐雾试验对钝化膜耐蚀性能进行表征。以正交试验对三价铬彩色钝化液组分进行了优选,以单因素试验研究了钝化温度、钝化液pH值、钝化时间等钝化条件对钝化膜耐腐蚀性能的影响。结果表明:最佳钝化液成分为硫酸铬10.00 g/L,硅树脂12.50 g/L,硝酸钠4.00 g/L,硝酸镍1.25 g/L,氯化钠2.00 g/L;最佳钝化条件为温度30℃,时间150 s,pH值1.8;以最优条件制得的钝化膜色彩鲜艳,耐蚀性能突出,耐中性盐雾腐蚀时间达196 h。     

热浸锌层植酸/硅烷复合钝化膜及其耐蚀性能

为了研制热浸锌层表面高耐蚀、绿色环保的无铬钝化工艺,对热浸锌板进行植酸钝化、硅烷钝化和植酸/硅烷两步复合钝化。采用正交试验和单因素试验对复合钝化工艺进行了优化;采用Tafel曲线、盐雾试验及硫酸铜点滴试验分析复合钝化膜的耐蚀性能,利用场发射扫描电镜(FESEM)观察了钝化膜的表面形貌,通过EDS分析钝化膜的成分,并提出复合钝化膜的结构模型。结果表明:植酸膜与硅烷膜通过"交联-协同作用"在热浸锌表面形成一层致密的保护膜层,较单一钝化膜更致密,耐蚀性能与三价铬钝化膜相当;经植酸/硅烷复合钝化处理后,锌表面生成的钝化膜层阻碍O_2和电子在锌表面和溶液之间的转移和传递,改变了界面反应历程,从而提高了阴极极化,改善了复合钝化膜的耐腐蚀性能。     

纳米SiO2及无机盐改性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜的耐蚀性能

为了提高丙烯酸树脂类钝化膜的耐蚀性能,以三甲基氯硅烷对纳米SiO2进行表面改性,制成分散液后与硅烷偶联剂KH-563、丙烯酸树脂及无机盐Ni(CH3COO)2等复配成无铬钝化液,对热镀锌板进行复合钝化。采用红外光谱测试了改性纳米SiO2的结构,采用粒度仪分析其粒径;利用扫描电镜和能谱分析了复合钝化膜的微观形貌和成分;采用电化学及中性盐雾试验分析了复合钝化膜的耐蚀性能。结果表明:纳米SiO2改性后,表面能降低,分散性良好;改性纳米SiO2与丙烯酸树脂发生交联作用,形成了网状结构,提高了复合钝化膜的致密性;复合钝化耐蚀性能较丙烯酸树脂钝化膜及热镀锌板显著提高。     

2024铝合金表面有色钛锆转化膜的制备与性能研究

为解决铝合金表面高耐蚀、无铬有色钛锆转化膜的制备难题,以2024铝合金为基体,采用钛酸盐、锆酸盐为主盐,单宁酸为着色剂并加入缓蚀剂,制备了一种有色钛锆转化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对有色转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析.结果表明:制备的钛锆转化膜均匀平整,无明显缺陷;处理后的2024铝合金经168h中性盐雾试验,膜层颜色略有变浅,但无明显腐蚀产物生成,转化膜腐蚀电位升高了270 mV,腐蚀电流密度降低了2个数量级,极化电阻增加了1个数量级;转化膜在腐蚀过程中自钝化作用及腐蚀产物的封闭阻挡作用是膜层具有较好防护性能的主要原因.     

含聚四氟乙烯无铬自润滑钝化液的配制及性能

目前,将丙烯酸树脂、硅烷偶联剂、含氟树脂和纳米硅溶胶复合用于制备自润滑涂层钢板的研究不多.将60 g/L水性丙烯酸树脂、50 g/L硅烷偶联剂KH-560、30 g/L聚四氟乙烯浓缩分散液、20 g,/L纳米硅溶胶、10 g/L无机盐H2TiF6和5 g/L NaVO3复配成无铬自润滑钝化液,对镀锌板表面钝化处理形成自润滑涂层,对其相关性能进行研究.采用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析复合钝化膜的微观形貌,采用电化学测试及中性盐雾试验对复合钝化膜的耐蚀性能进行研究,利用摩擦磨损试验机对复合钝化膜的润滑性能进行测试.结果表明:无铬自润滑钝化液中有机无机组分发生交联作用,形成空间网状结构,纳米硅溶胶的加入使复合钝化膜具有良好的耐蚀及耐指纹性能,添加的聚四氟乙烯分散液可使得钝化膜具有优良的润滑性.     

镀锌钢三价铬彩色钝化工艺优选

为了开发环保型的镀锌层彩色钝化液,以正交试验和极差分析的方法,研究了镀锌层表面三价铬彩色钝化液的组成,通过单因素试验法研究了成膜温度、p H值、钝化时间、空停时间及干燥方式对钝化膜外观颜色及耐蚀性能的影响,并对工艺参数进行优化。结果表明:钝化液的最佳组分为7.5 g/L硝酸铬、6.0 g/L柠檬酸、1.0 g/L硝酸钠、1.0 g/L硫酸钴、2.0 g/L氯化钠;最佳工艺参数为p H值2.5,成膜温度35℃,钝化时间90 s,空停时间20s,电吹风干燥;采用本法对镀锌层进行彩色钝化,膜表面质量及耐腐蚀性能最好。     

镀锌钢表面有机酸/硅酸盐钝化及钝化膜的耐蚀性能

为加强环保,进一步提高镀锌钢彩色钝化膜的耐蚀性能,采用硅酸盐和有机酸单宁酸对镀锌钢板表面进行复合钝化,采用醋酸铅点滴试验和中性盐雾试验研究了钝化膜的耐蚀性能,并对复合钝化液的组分及工艺条件进行优选。结果表明:优选工艺为35 g/L Na2SiO3,10 mL/L H2O2(30%),5 mL/L H2SO4(98%),2 g/L CuSO4,5 g/L单宁酸,10 g/L NaNO3,pH值为2.0,温度为50℃,钝化时间30 s,钝化封闭后于60~70℃老化5~10 min;钝化膜外观为均匀彩色,与基体附着力良好,耐醋酸铅点滴腐蚀时间为79 s,耐中性盐雾腐蚀时间达128 h,其耐蚀性能虽不及六价铬钝化膜,但优于三价铬钝化膜。     

室温下6063铝合金着色钛锆转化膜的制备及性能

在6063铝合金表面形成了着色钛锆转化膜.用SEM/EDX分析了转化膜的表面形貌及成分,采用电化学工作站和点滴实验研究了转化膜的耐蚀性能,并对着色钛锆转化膜的成膜机理及耐蚀机理进行了分析.结果表明,添加锰盐和有机酸,可生成蜂窝状的着色转化膜,膜层更致密;转化膜的腐蚀电位更低,且腐蚀电流密度明显降低,说明钛锆钝化液中添加锰盐和有机酸,可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能.     

批量热镀锌钼酸盐无铬钝化膜的耐蚀性能

目前,国内生产企业批量热镀锌无铬钝化实际应用的成功案例较少。利用复配技术在钼酸盐钝化液中加入适量磷酸、活化剂、封闭剂,配制了2种无铬钝化液,并对批量镀锌板进行无铬钝化。采用扫描电镜、能谱仪和中性盐雾试验等对比研究了批量镀锌无铬钝化层的表面形态、成分、组成和耐蚀性能,对无铬钝化层的耐蚀机理进行了分析。结果表明,批量热镀锌钼酸盐无铬钝化层具有良好的耐蚀性能和抗白锈能力,能有效提高批量镀锌层的耐蚀性。     

热镀锌板复合钛盐钝化膜的耐腐蚀性能

为进一步提高热镀锌板无铬钝化膜的耐蚀性能,以钛盐为主盐,加入双氧水、六偏磷酸钠、酸性硅溶胶、聚氟微粉乳液等配制无铬钝化液,对热镀锌板进行钝化,钛盐和双氧水发生配位化合反应,由二氧化钛水合物胶体粒子、氢氧化锌及硅溶胶吸附沉积于镀锌层表面,同时聚氟微粉乳液、六偏磷酸钠等起辅助作用形成钝化膜,在镀锌层表面获得一层均匀的钛溶胶钝化膜。通过正交试验优化钝化液的组成,采用中性盐雾腐蚀试验、极化曲线、光学显微镜、扫描电镜等方式表征钝化膜的耐蚀性能。结果表明:钝化液最优组成为1.0%钛盐,8.0%双氧水,0.4%六偏磷酸钠,1.5%聚氟微粉乳液,3.0%酸性硅溶胶;最优钝化工艺效果理想,具有无毒、无污染特点;最优工艺制备的钝化膜的耐腐蚀性能明显优于未钝化热镀锌钢板,同时优于欧洲某品牌钝化膜。     

2A96铝合金表面含三价铬转化膜制备 及其电化学性能研究

通过调整Cr_2(SO_4)_3浓度和K_2ZrF_6浓度,在2A96铝合金表面制备了含三价铬转化膜;采用极化曲线和交流阻抗谱研究了所制备含三价铬转化膜的电化学性能,利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)对铝合金成膜前后的表面形貌进行观察和分析。结果表明,在单因素试验中,质量浓度分别为5 g/L Cr_2(SO_4)_3和2.0 g/L K_2ZrF_6溶液中制备含三价铬转化膜的自腐蚀电位最大,交流阻抗谱的相位角最大,阻抗弧长也最大,耐腐蚀性能最好;显微形貌分析得出成膜后的2A96铝合金表面覆盖了一层转化膜。     

6061铝合金硅烷-氟钛酸盐复合膜的最佳制备工艺及耐蚀性

为了增强6061铝合金基体的耐蚀性,以盐雾试验后试样腐蚀面积作为评价指标,采用正交试验优选出以钛盐和H2O2为促进剂的铝合金氟钛酸盐协同硅烷复合膜的最佳制备工艺条件:钛盐5 g/L,氟化钠6 g/L,H2O210 m L/L,pH值为4,常温下浸涂60 min。在该工艺条件下制备出的复合膜具有较好的耐蚀性。通过极化曲线、中性盐雾试验分析比较了硅烷-氟钛酸盐复合膜和单一硅烷膜的耐蚀性能,并通过扫描电镜观察了膜层的表面形貌。结果表明:硅烷-氟钛酸盐复合膜可以降低6061铝合金的腐蚀速率,对铝合金基体有较好的保护作用。     

热浸镀锌层有机物-无机物复合钝化工艺优选及其性能

为了进一步提高热浸镀锌层钝化膜的耐蚀性能,针对目前无铬钝化多为独立体系的有机物钝化或无机物钝化的情况,运用有机物与无机物进行复合钝化。通过正交试验法确立了热浸镀锌层无色钝化工艺,采用单因素变量法、点滴试验、中性盐雾腐蚀试验及电化学测试技术,研究了复合钝化工艺参数对钝化膜外观和耐蚀性的影响。结果表明:最佳复合钝化工艺为40 g/L丙烯酸树脂,20 g/L硝酸钠,40 g/L硅酸钠,15 m L/L过氧化氢;p H值11,钝化时间30 s,温度30℃,恒温烘干;钝化膜的耐蚀性能接近于三价铬钝化。     

稀土元素对镀锌层三价铬彩色钝化膜耐蚀性的影响

为了提高三价铬彩色钝化膜的耐蚀性,在三价铬钝化液中加入稀土元素(La3+,Ce3+,Ce4+),通过乙酸铅点滴试验、Tafel曲线和盐水浸泡试验研究了稀土元素含量对镀锌层彩色钝化膜耐蚀性的影响。结果表明,加入稀土元素后,不用进行封闭处理也能提高钝化膜的耐蚀性,其中Ce4+的作用最显著,当钝化液中Ce(SO4)2.4H2O浓度为5.0 g/L时:钝化膜乙酸铅点滴耐蚀时间由镀锌层的19.33 s提高到157.56 s;腐蚀电位由-1.006 V正移至-0.982 V,腐蚀电流密度由3.268×10-5A/cm2减小到1.116×10-5A/cm2;耐盐水腐蚀能力提高,浸泡336 h仍未出现锈点,失重缓慢;钝化膜呈均匀的黄绿色,表面形成了均匀、平滑、较深的构槽,有利于提高膜层的耐蚀性。     

稀土铈对镀锌层三价铬彩色钝化膜的影响

为了提高镀锌层三价铬彩色钝化膜的性能,通过单因素试验和对比分析的方法研究了稀土铈盐对三价铬彩色钝化膜的影响。研究发现在三价铬彩色钝化液中添加硫酸铈1.5 g/L时,钝化膜的表面质量及耐腐蚀性能最好。对比三价铬钝化膜及含铈三价铬钝化膜的外观颜色,发现稀土铈盐的添加加深了彩色钝化膜的色泽,提高了钝化膜的亮度及均匀性。从金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析可知,2种钝化膜膜层明显,且含铈钝化膜的表面致密度更高。通过能谱仪(EDS)分析可知,稀土铈元素参与了成膜过程。黏着力测试和电化学测试表明,含铈三价铬钝化膜有较好的耐磨性和耐蚀性。初步分析镀锌层三价铬彩色钝化膜的成膜过程可知,成膜反应和溶解膜反应形成了一个动态平衡过程,通过控制钝化浸渍时间和钝化液的p H值,控制钝化膜的溶解,可以提高钝化膜的致密性。     

Na_2ZrF_6掺杂硅烷膜的成膜过程及其耐腐蚀性能研究

为了提高钢材表面硅烷膜的耐腐蚀性,在硅烷液中加入Na_2ZrF_6,在40Cr钢表面制备了掺杂Na_2ZrF_6的硅烷膜。采用电化学法和失重法分析了Na_2ZrF_6掺杂硅烷膜的耐蚀性,采用光学显微镜和扫描电镜观察掺杂硅烷膜的形貌,采用傅立叶红外光谱仪分析了Na_2ZrF_6掺杂硅烷液的特征峰,采用X射线光电子能谱仪分析了掺杂硅烷膜的元素价态及结合能;研究了Na_2ZrF_6掺杂对硅烷成膜性及耐蚀性能的影响。结果表明:硅烷液中Na_2ZrF_6的添加量为0.001 mol/L时,40Cr钢表面的掺杂硅烷膜性能最好;Na_2ZrF_6掺杂硅烷膜表面致密,其表面存在一些微小球状颗粒,且存在掺杂的Zr元素;掺杂硅烷膜能够有效提高40Cr钢的耐腐蚀性;掺杂硅烷膜以表面的Zr元素形成的化合物来阻碍阳极活性区溶解,提高了40Cr钢的耐蚀性。     

化学镀镍磷层氯酸盐钝化膜的耐蚀性能及耐蚀机理

铬酸盐钝化可以提高薄的化学镀镍层的耐蚀性,防止镀层在空气中变色。为消除铬对环境的影响,开发了无铬钝化工艺。常温下,将化学镀镍磷试样浸入无铬钝化液中浸泡3 min,在镀层表面制备了无色钝化膜。通过孔隙率测试、盐雾试验、极化曲线、扫描电镜及XPS能谱分析,对钝化膜的耐蚀性和成膜机理进行了研究。结果表明:镀层经钝化后耐变色性能获得极大提高,孔隙率由45个/dm2降低到3个/dm2;自腐蚀电位从-407 m V正移至-303 m V;自腐蚀电流密度降低了1个数量级以上;中性盐雾试验暴露100 h后保护评级由5级提高至10级。由此可见:钝化膜显著降低了化学镍磷镀层的孔隙率,并大大提高了化学镀镍层的耐蚀性。最后通过XPS发现,钝化膜主要物相组成为Ni O和Ni(OH)2。     

单宁酸对镁合金锆酸盐转化膜耐蚀性能的影响

在钒锆体系基础上添加单宁酸可提高AZ91D镁合金表面锆酸盐转化膜的耐蚀性能,目前研究较少。采用单因素试验的方法,研究单宁酸浓度对转化膜的影响;通过盐雾试验、电化学测试来检测膜层的耐蚀性能;利用扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)分析转化膜的微观形貌和成分变化。结果表明:单宁酸的浓度在0.3~0.5 g/L之间时,膜层晶粒较为细致,膜层均匀,阻抗值弧明显大于其他浓度时的阻抗弧,腐蚀电流密度达2.256×10-5A/cm~2,耐盐雾时间达600 min;在锆酸盐里添加单宁酸后形成的转化膜可以提高AZ91D镁合金表面的耐蚀性能。     

硝酸镧掺杂对6061铝合金表面硅烷膜耐蚀性能的影响

为改善铝及铝合金的表面防腐蚀性能,在γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)基础溶液中添加不同含量的硝酸镧,在6061铝合金表面制备不同硝酸镧浓度掺杂的硅烷-镧盐复合膜;采用极化曲线、硫酸铜点滴、腐蚀失重率试验等方法分析膜层性能,并得出了镧盐最佳用量。对比分析了最佳镧盐用量下复合膜、硅烷膜和稀土转化膜的耐蚀性能。结果表明:在KH-560硅烷膜制备过程中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性,添加15 g/L硝酸镧时,形成的复合膜层致密且没有裂纹,耐蚀性最好;与单一的硅烷、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。     

防锈铝合金耐氯化钠盐雾腐蚀行为的研究

铝锰防锈合金LF21M由于其较好的耐蚀性而得到了广泛应用,采用中性盐雾试验对LF21M材料的耐蚀行为进行了考察,并结合扫描电镜(SEM)、能量色谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和电化学极化曲线法对LF21M材料的腐蚀行为进行了分析研究.结果表明:LF21M铝合金在潮湿的含氯离子环境中容易诱发点蚀,但腐蚀后的材料表面覆盖有一层薄而致密的Al2O3氧化膜,该氧化膜可有效地延缓腐蚀的继续发展,从而使材料的耐蚀能力有所提高.