镀锌板无铬钝化技术进展

本文综述了国内外镀锌板无铬钝化技术研究现状,分别介绍了无机、有机、有机无机复合无铬钝化技术发展概况,对比分析了不同技术的优缺点。展望了无铬钝化技术未来的发展趋势,同时指出无机物与植酸的复合钝化技术,有无毒无污染、钝化膜耐蚀性好的优点,该技术将成为无铬钝化的主要发展方向之一。     

镀锌板表面钝化技术的应用现状及研究进展

概述了国内外目前对镀锌钢板表面钝化技术的研究,如无机类无铬钝化、有机类无铬钝化,提出未来有机/无机复合钝化膜是研究的方向。     

热镀锌板无铬钝化技术研究进展

采用传统的铬酸盐钝化处理技术,能够在金属表面获得一层耐蚀性能优异且具有自修复性的钝化膜。但是由于六价铬毒性很大,对人类的健康有很大危害,近年来六价铬钝化工艺已经被限制使用,因此开发新型环保的无铬钝化技术已成为目前的研究热点。现有热镀锌板的无铬钝化工艺可大致分为有无机钝化、有机钝化、无机/有机复合钝化三种类型。详细介绍了这三种无铬钝化类型的机理及其研究进展,主要阐述了现有制备镀锌板表面无铬钝化膜层的钼酸盐钝化、钨酸盐钝化、硅酸盐钝化、植酸钝化、单宁酸钝化、有机硅烷钝化、有机树脂钝化和无机盐/有机树脂复合钝化等工艺的原理,并对这几种无铬钝化工艺的特点进行了总结,阐明了不同无铬钝化工艺获得的钝化膜层的结构特点。通过与铬酸盐钝化膜的性能相比较,进一步分析了各种无铬钝化膜层的优缺点。最后提出综合利用无机钝化和有机钝化的优点,研发新型环保的无机/有机复合钝化处理工艺是热镀锌钢板无铬钝化技术未来的发展趋势。     

无铬复合钝化膜的微观组织结构及耐腐蚀性能

目的解决热镀锌钢板表面六价铬钝化工艺所产生的环境污染问题。方法以钼酸铵、纳米硅溶胶、单宁酸、硅烷偶联剂KH151和KH792为主要原料配制新型环保的无铬复合钝化液,在镀锌板表面制备钝化膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析无铬复合钝化膜表面的微观形貌、元素组成和化学成分,用电化学工作站测试Mo元素对镀锌板耐蚀性的影响,使用中性盐雾实验研究不同皮模量时膜层的耐蚀性。结果无铬复合钝化膜中的Mo元素可以抑制微裂纹的产生和发展,阻挡腐蚀性介质向金属基体扩散,提高复合硅烷膜的电阻。复合钝化膜的电化学交流阻抗比硅烷钝化膜提高了1.6倍,与六价铬钝化膜接近,可以有效抑制腐蚀电化学反应的发生,降低反应速度,提高膜层的耐蚀性。皮膜量为892 mg/m2时,膜层的腐蚀面积为0,耐蚀性达到六价铬钝化膜水平;皮膜量为1252 mg/m2时,耐蚀性能优异。结论制备的无铬复合钝化膜结合了硅烷钝化膜和钼酸盐钝化膜两方面的优点,提高了膜层的致密性和结合性,膜层耐腐蚀性接近/达到了六价铬钝化的效果。     

金属表面无铬替代处理技术的研究进展

金属表面铬酸盐转化膜不仅具有优异的耐腐蚀性能,还具有自我修复功能,但是环保的需要使得铬酸盐钝化工艺将逐渐被各种无铬钝化无毒技术所替代。介绍了硅酸盐、钼酸盐、稀土复合转化膜、有机硅烷等各种无铬钝化工艺的优缺点和发展现状。并指出了今后金属表面处理无铬无毒钝化的方向。     

镀锡板无铬钝化机理研究

在当前无铬钝化的发展方向下,采用钛锆-磷硅体系无铬钝化液对镀锡板进行了钝化处理。利用扫描电子显微镜观察钝化膜微观形貌,并借助电子探针表征钝化膜特征元素在低倍和高倍时的分布规律,对钝化膜进行X射线电子能谱分析以研究元素价态,并利用辉光放电能谱研究钝化膜特征元素沿表层深度的分布规律。研究发现,无铬钝化反应首先发生在镀锡板能量较高的位置,钝化膜中元素含量随表层深度的变化而变化,无铬钝化反应过程是分阶段进行的,钝化膜由氧化层、无机层和有机层3层结构组成,钝化膜的骨架为含有Ti、Zr等成膜主盐元素的无机层。     

镀锌层无铬钝化技术研究进展

总结了镀锌产品无铬钝化技术的发展状况。无铬钝化分为无机物钝化和有机物钝化两个体系,大部分工艺还处于实验室研究阶段。介绍了ZECCOAT无铬钝化工艺的应用。该工艺采用了高科技纳米技术,钝化溶液无毒,钝化膜薄,具有自修复性,耐腐蚀性高。生产实践表明,ZECCOAT无铬钝化满足汽车零配件的性能要求。     

硅烷-钼复合无铬钝化膜的耐蚀性及标准曲线构建

为更好地指导新型硅烷-钼复合无铬钝化膜的工业化生产,研究钝化膜的耐蚀性能,构建皮膜量标准曲线。分别使用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析钝化膜的物相组成和表面元素价态。利用中性盐雾试验和电化学测试,探讨钝化膜的耐蚀性能。采用X射线荧光光谱法(XRF),绘制和构建皮膜量标准曲线。结果表明:硅烷-钼复合无铬钝化膜层中Si、Mo元素能分别与Zn形成化学键,膜层结合性较好。膜层耐蚀性在一定范围内随着膜层皮膜量升高而升高,当皮膜量高于800 mg/m2时,耐蚀性趋于稳定,其耐蚀性与稳定性接近Cr6+。此外,皮膜量与XRF射线强度呈线性关系,斜率为3.413。     

文摘辑要

镀锌及锌基合金无铬钝化研究最新进展综述了国内外镀锌及锌合金无铬钝化的研究进展,着重介绍了几种无机、有机钝化工艺。展望了无铬钝化技术的发展趋势,同时指出硅酸盐钝化膜是完全无毒环保型保护膜,耐腐蚀性较高,且钝化成本较低。因此,硅酸盐钝化将成为替代铬酸盐钝化工艺的主要研究方向之一。     

铝合金三价铬钝化液的研制和应用

分析了铝合金三价铬钝化液的钝化机制,研究了复合盐钝化剂用量、钝化处理时间和温度对钝化膜质量的影响。结果表明,经铝合金三价铬钝化液钝化后的试样,其抗腐蚀性能优于铬酸钝化液,可在常温下进行处理,且处理时间较短,有利于减轻铬酸钝化液中六价铬离子对环境的影响。     

Study of a New Chromium-Free Conversion Coating Formed on ZnAl Alloy

BECAUSE OF A HIGHER CHEMICAL ACTIVITYzinc and zinc alloys(in bulk or in coating form)corrode rapidly in moist atmospheres recovering withwhite corrosion products—white rust and in acidicclimatic conditions becoming grey[l].So passivition orchemical conversion treatments is often needed fortheir corrosion protection.This is generally done bymeans of chromate treatment which offers a goodcorrosion inhibition.However,chromates are highlytoxic and carcinogenic[2]and their use can lead…     

2024铝合金表面无铬钛锆转化膜的制备与性能

采用钛酸盐和锆酸盐为主盐,开发了一种应用于2024铝合金表面的无铬钛锆转化膜。通过扫描电镜 (SEM)、能谱分析 (EDS)、中性盐雾实验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱对转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征和分析。结果表明：制备的无铬钛锆转化膜由微米级的微小颗粒组成,膜层均匀平整,无明显缺陷;无铬钛锆转化处理后的2024铝合金,经中性盐雾168 h,无明显腐蚀产物产生;钛锆转化膜具有较低的腐蚀电流和一定的钝化能力,可有效的提高铝合金的耐蚀性能。     

热浸镀锌层表面钛盐转化处理的研究

研究一种热浸镀锌层钛盐化学转化处理技术,分析了钛盐溶液各成分及工艺参数对热镀锌层表面转化膜形成及耐蚀性能的影响,对钛盐转化膜层的表面形貌和元素组成进行了表征,分析了钛盐转化液的稳定性。结果表明:采用含TiOSO40.9g/L,C2H2O42.5g/L,磷化合物3.0g/L的转化液,在pH=1.3,温度25℃的条件下处理热浸锌试片5min,获得的试片防腐性能良好,盐雾实验时间达160h;用C2H2O4替代H2O2,可大大提高钝化液的稳定性。     

表面转化膜无铬化技术的研究动向

环保的需要使得铬酸盐转化膜逐渐被各种无铬转化膜所替代。本文介绍了含氧酸盐、锆盐和钛盐、稀土、植酸、硅烷等无铬表面转化膜的形成机理及发展现状。随着科技的发展,无铬转化膜将引起人们越来越多的重视,并能应用于更多的领域中。     

铝合金表面金黄色转化膜的研究

采用无毒高锰酸钾进行转化处理,在铝合金表面制备金黄色无铬转化膜.通过研究转化液组成和操作条件对转化处理效果的影响,确定了最佳处理工艺.经中性盐雾试验、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析测试了转化膜的耐蚀性、形貌和组成.研究结果表明,采用该工艺可获得耐蚀性能良好、颜色亮丽的金黄色转化膜.     

热浸镀铝硅镀层微观组织结构表征

目的 研究热成形钢热浸镀铝硅镀层的微观组织与物相组成.方法 利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析铝硅镀层表面与截面的微观组织形貌与成分,利用X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射技术(EBSD)分析铝硅镀层的物相组成与比例.结果 热浸镀铝硅镀层表面由富Al相、少量的富Fe相以及树枝晶网状分布的高Si相构成,截面是由内外两层组成,其靠近铁基体的内层为Fe-Al-Si合金层,外层为Al-Si层.进一步的研究显示,Al-Si层由富Al相、少量的富Fe相以及柱状分布的高Si相构成,高Si相主要存在于合金层与铝硅层界面以及Al-Si层中.结论 热浸镀铝硅镀层中富Al相、富Fe相、高Si相和Fe-Al-Si三元合金层的物相分别为Al、Al13Fe4、Si和Al8Fe2Si.对热浸镀铝硅镀层中高Si相的研究显示,分布于合金层与铝硅层界面处的高Si相,可以有效阻碍镀层的生长,而分布于铝硅层中的高Si相在空间中以立体网状骨架的结构形式存在,这种立体网状结构形式作为镀层的主体框架,可以有效地提高镀层的强韧性和成形性能.     

Phytic acid conversion coatings on magnesium surface treatment with cerium chloride solution

A chromium-free composite conversion treatment for magnesium by phytic acid and CeCl₃ solutions was studied. The composite coatings on the surface of magnesium presented network-like cracks, which was consisted of Mg, O, C, P and Ce elements. The distribution of Ce on the surface layer was non-uniform. The crack sizes of the composite coating were smaller than that of the phytic acid conversion coating. The corrosion process of the coatings was evaluated through electrochemical impedance spectroscopy in 3.5% NaCl solution, and the equivalent circuit of RL(Q(R(QR))) model was obtained through the characteristics of EIS. The average corrosion rate of the composite coating was reduced at least 50% compared with that of pure phytic acid conversion coating.     

AZ31镁合金化学转化膜形成的原位成像研究

利用同步辐射X射线实时成像技术,原位研究了处理液组分H3PO4,KMnO4及MnCO3对镁合金/处理液界面无铬化学转化膜形成过程的影响,并结合扫描电镜分析了所生成转化膜的表面形貌.研究结果表明:高能同步辐射X射线可以透过镁合金/处理液界面,利用原位成像技术能够实时观察转化膜的生长过程;KMnO4能够显著促进AZ31镁合金转化膜的形成,所得到的转化膜表面较平整,裂纹较少,而MnCO3对转化膜形成的促进作用有限.     

热镀锌板双硅烷无铬钝化膜性能的研究

目的为进一步提高热镀锌板无铬钝化膜的耐腐蚀性能。方法以偏钒酸铵和氟钛酸作为无机组分,添加主要成膜物质苯丙乳液,通过硅烷偶联剂KH-560和KH-570将两者紧密连接,在热镀锌板表面获得一层耐腐蚀性较强的双硅烷无铬钝化膜。采用中性盐雾试验、电化学试验、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等表征钝化膜的耐腐蚀性能。结果热镀锌板-双硅烷无铬钝化膜经96 h中性盐雾试验,腐蚀面积在2%~4%,腐蚀电流密度比热镀锌板基体降低一个数量等级,这表明双硅烷无铬钝化膜能提供良好的耐腐蚀能力。SEM分析表明在热镀锌板表面生成了一层均匀、连续、致密的钝化薄膜,钝化膜的厚度大约在3μm。FTIR分析表明,双硅烷无铬钝化膜中存在—(CH_2)_n—、C=O、Si—O、Si—O—Si、Si—O—Zn键。结论在热镀锌板表面生成了一层均匀、致密的钝化膜,使热镀锌板呈现良好的耐腐蚀性能,且满足工业应用标准。     

AZ91D 镁合金 Mo-Mn 无铬转化膜的制备与耐蚀性

目的通过Mo-Mn无铬转化膜提高AZ91D镁合金的表面耐蚀性。方法采用正交实验法,研究不同浓度的NaMoO4和KMnO4以及温度对转化膜的影响。优选实验参数后,考察时间对转化膜的影响。利用SEM及EDS研究转化膜的微观形貌及成分变化,测试转化膜在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和交流阻抗谱。结果当NaMoO4和KMnO4的质量浓度分别为10,6 g/L,pH=5,温度为50℃,转化时间为40 min时,转化膜颜色较为均匀,微观裂纹相对较少,自腐蚀电位比镁基体大约提高0.075 V,自腐蚀电流密度比镁基体降低近1个数量级。当Na Mo O4和KMnO4的质量浓度分别为20,8 g/L,pH=5,温度为50℃,转化时间为40 min时,转化膜颜色最为均匀,微观裂纹相对最少,自腐蚀电位比镁基体提高大约0.047 V,自腐蚀电流密度比镁基体降低2个数量级。交流阻抗谱图显示,后一种转化膜试样的极化电阻为1450.2Ω,而镁基体的极化电阻为806.4Ω。结论 Mo-Mn无铬转化膜可以显著提高AZ91D镁合金的表面耐蚀性。