热浸镀Galfan表面镧盐转化膜的生长和耐腐蚀性能的研究

在热浸镀Galfan镀层表面制备了镧盐转化膜,采用扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)、原子力扫描探针显微分析(AFM)研究镧盐转化膜的表面形貌、化学成分和结构。通过中性盐雾试验、电化学极化分析和电化学阻抗研究膜层的耐腐蚀性能,确定最佳成膜时间。结果表明:镧盐转化膜成膜不均匀,优先在晶界或相界等活性区域;随着处理时间的延长,膜层的厚度增加;膜层上存在裂纹,且裂纹随着处理时间的延长而变宽,处理时间超过30 min时,膜层脱落,耐腐蚀性能降低;镧盐转化膜由La的氧化物/氢氧化物以及少量的Al和Zn的氧化物/氢氧化物组成。与未经处理的热浸镀Galfan镀层相比,镧盐转化膜显著减低基体的腐蚀速率,明显提高其耐腐蚀性能。     

硅酸钠模数对热镀锌件转化膜耐蚀性的影响

为了确立单独硅酸钠形成膜与硅酸钠模数的关系,将热浸镀锌钢板浸入硅酸钠溶液中,在其表面获得了连续透明的保护膜.采用俄歇电子能谱(AES)进行剥层分析,通过塔菲尔极化、电化学阻抗谱(EIS)和中性盐雾试验(NSS)研究了膜层的形貌组成及其耐蚀性能.结果表明:以硅酸钠模数(SiO2/Na2O摩尔比)为1.00～4.00的硅酸钠溶液(含50 g/L SiO2)处理锌层表面形成的化学转化膜,膜层主要含Si,O,Zn元素,其耐蚀性有所提高;当模数≤3.50时,膜的耐蚀性随模数的增大而显著提高,模数为3.50时膜具有最好的耐腐蚀性能.     

热镀锌层上硅酸盐膜的耐蚀性和自愈性

热镀锌(HDG)钢片经SiO2∶Na2O摩尔比为1.00和3.50的硅酸钠溶液中处理后,在其表面获得硅酸盐转化膜。用中性盐雾(NSS)试验、塔菲尔极化和电化学阻抗谱(EIS)研究了硅酸盐膜试样的耐蚀性,将被刀片划伤的硅酸盐膜试样进行NSS腐蚀后,用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察和分析了划痕处的腐蚀,以探讨硅酸盐膜的自愈性。结果表明:在较高SiO2∶Na2O摩尔比溶液中获得的硅酸盐转化膜具有较好的耐蚀性和自愈性,腐蚀过程中硅酸负离子从膜层中迁移划痕处形成新的保护膜(由Zn,O和Si组成)抑制了划痕处锌的腐蚀。AFM观察发现,在摩尔比为3.50中获得的试样的膜层表面更加致密,这有利于阻止腐蚀介质的侵入和提供充裕的硅酸负离子迁移。并对硅酸盐转化膜试样的划痕的腐蚀过程的细节进行了分析和讨论。     

硅含量对热浸镀Zn-40%Al合金层凝固组织及耐蚀性的影响

为了改善Zn-40%Al合金热浸镀层的性能,在Zn-40%Al合金中加入了Si,研究了不同硅含量对Zn-40%Al合金镀层凝固组织及耐蚀性的影响。结果表明:当硅含量在0.5%～1.5%时,随着硅的增加,镀层凝固组织中的铝硅共晶组织不断增多,富铝相晶粒不断被细化,富铝枝晶相排列越来越规则,镀层的耐蚀性不断增强;当硅达到2.0%时,镀层会出现漏镀缺陷;硅的加入能在镀层表面形成具有优良腐蚀性的Al3.21Si0.47,有利于镀层耐蚀性的提高。     

Mg元素对Zn-10% Al镀层钢丝组织及耐蚀性的影响

镀液中添加少量Mg可改善镀层耐蚀性。采用双镀法制备了Zn-10%Al-Mg和Zn-10%Al 2种镀层钢丝。利用扫描电镜(SEM)、ICP光谱分析法等分析了镀层的化学成分及其组织结构,利用盐雾试验分析了镀层的腐蚀性能。结果表明:Mg元素的加入使Zn-10%Al镀层的组织结构更细化;同等条件下Zn-10%Al的中性盐雾失重是Zn-10%Al-Mg镀层的3.4倍,Zn-10%Al-Mg镀层钢丝的耐蚀性远远优于Zn-10%Al镀层钢丝。     

Zn-5%Al合金热浸镀层微结构及其防腐机理研究

分析了Zn-5%Al合金热浸镀层的结构及成分，发现该镀层中存在着特殊的纳米晶粒和非晶态结构，这种微结构的过渡层和内镀层非常耐蚀，成功地减小了晶间腐蚀的速度，显示了Zn-5%Al镀层优越的耐蚀性能。     

硝酸铈封闭对2A12铝合金己二酸-硫酸阳极氧化膜耐蚀性的影响

研究了硝酸铈溶液封闭对2A12铝合金己二酸-硫酸阳极氧化膜耐蚀性的影响,通过盐雾腐蚀实验、电化学动电位极化扫描法和电化学阻抗谱法(EIS)对阳极氧化膜的耐蚀性进行研究,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察试样封闭前后的表面微观形貌,并与稀铬酸封闭、沸水封闭传统工艺进行比较。结果表明:采用硝酸铈溶液封闭的2A12铝合金阳极氧化膜腐蚀电流减小,阻抗值增大,耐腐蚀性增强。阳极氧化膜表面呈致密的花瓣状,多孔层内及氧化膜表面附着一层致密铈的氧化物或氢氧化物,其耐蚀性优于沸水封闭,与稀铬酸封闭相当。     

热浸温度对不同热浸镀层力学性能的影响

研究了不同热浸热浸温度对纯锌镀层和Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层中元素分布、镀层厚度的影响并对两种镀层中的物相进行了分析,同时研究了不同热浸温度对镀层试样抗弯曲强度和硬度的影响。结果表明两种镀层的厚度都随热浸镀温度的升高而减薄。随着热浸镀温度的升高,扩散阻碍层被迅速破坏,导致合金镀层中的Al含量出现了降低的现象。通过XRD结果分析得出,纯锌镀层内部主要包括Zn和FeZn8.75两种物质,合金镀层内部则主要包括Zn、Fe4Zn9、MgZn2、Al5Fe2。抗弯曲试验和硬度测试结果表明,两种试样的抗弯强度都随热浸温度的升高而降低。纯锌镀层试样的硬度随热浸温度的升高呈现降低趋势,而合金镀层试样的硬度则随热浸温度的升高呈上升趋势。     

Si含量对热浸镀Zn-15% Al层组织的影响

为了解合金浴中Si含量对低Al含量的热浸镀Zn-Al层组织的影响,将Q235钢浸入不同Si含量的Zn-15%Al合金浴中浸镀不同时间,制备了热浸镀Zn-15%Al层。利用扫描电镜、能谱仪等观察镀层形貌结构、分析镀层成分,研究了Si含量对镀层组织的影响。结果表明:Zn-15%Al合金镀层分为Fe-Al界面反应所形成的金属间化合物层和由富Al枝晶和枝晶富Zn相组成的自由层;少量的Si就能强烈地抑制Fe-Al反应,使化合物层减薄,并使自由层晶粒细化;随Si含量的增加,化合物层由Fe2Al5相和FeAl3相向Fe-Al-Si三元化合物4相转变;化合物层厚度随Si含量的增加总体呈减薄趋势,但略有波动;合金浴中含Si时,化合物层主要受扩散控制,其厚度呈抛物线生长规律。     

热浸镀Zn-6%Al-3%Mg镀层合金层生长研究

将Q235钢分别在Zn-6%(质量分数,下同)Al和Zn-6%Al-3%Mg合金锌浴中浸镀不同的时间,使用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)对样品合金镀层显微进行观察,分析镀层层合金层的相组成及生长过程,研究Mg对合金层生长的作用。通过研究发现,在Zn-6%Al和Zn-6%Al-3%Mg合金镀层中合金界面层组成主要是Fe-Al-Zn化合物,Fe-Al-Zn合金界面层阻碍了脆性Fe-Zn层的形成。Mg加入Zn-6%Al锌池中后促进了界面反应,缩短了合金层出现所需时间,并使合金层的生长更加致密均匀,稳定合金层使其不被液相侵蚀破坏而溶解。Mg的加入阻碍了扩散通道随着时间延长逐渐向两扩散组元成分点连线移动的趋势,减少了锌液进入合金层,稳定了合金层。Zn-6%Al-3%Mg镀层合金层随着时间延长而增厚,合金层的生长呈抛物线规律,主要受扩散反应控制。     

热浸镀Zn-Al-Mg-Ni-V合金镀层的组织及耐蚀性

为了提高镀锌层的耐蚀性,在纯锌浴中加入质量分数小于0.5%的Ni,V,Al,Mg元素,制备了热浸ZnAl-Mg-Ni-V合金镀层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析对镀层组织、结构成分进行观察和分析,通过中性盐雾试验和电化学试验将热浸Zn-Al-Mg-Ni-V合金镀层与纯锌镀层的耐蚀性进行对比。结果表明:热浸Zn-Al-Mg-NiV合金镀层的耐蚀性较传统镀锌层的有了很大提高,镀层主体结构没有发生明显变化。     

钢件双镀ZAM合金镀层的组织及耐蚀性

为在钢件上获得高耐蚀性的Zn-6Al-3Mg(ZAM)合金镀层,利用双镀方法,将Q235钢经过常规批量镀锌方法预处理后,先在450℃纯锌浴中预镀3~30 s,然后于并排放置的450℃的Zn-6Al-3Mg合金浴中浸镀5~120 s,利用扫描电镜-能谱仪和电化学分析研究了预镀时间和浸镀时间对双镀ZAM合金镀层组织及耐蚀性的影响。结果表明,双镀ZAM合金可获得表面质量优良的合金镀层,其组织由Fe_2Al_5-Zn_x层、FeAl_3-Zn_x+Z(液相凝固组织)层及合金凝固层组成。在ZAM合金浴中浸镀10 s后,预镀锌形成的Fe-Zn化合物层就已被完全侵蚀,转变成FeAl_3-Zn_x+Z层,它能在镀层中稳定存在,其厚度随预镀锌时间的延长而增加。同时,在钢基体与镀层界面上会形成很薄的Fe_2Al_5-Zn_x层。Fe2Al5-Zn x和FeAl_3-Zn_x+Z层的厚度均不随浸镀时间的延长而增加。此外,电化学分析证实,双镀ZAM合金镀层耐蚀性明显优于纯锌镀层。通过双镀法获得的这种具有FeAl_3-Zn_x+Z层的高耐蚀的ZAM合金镀层将为钢件新镀层开发奠定基础。     

Zn-Al-Ni热浸镀液中Ni含量对镀层形貌、硬度及耐磨性的影响

为了提高热浸镀锌层表面的光洁度、硬度和耐磨性,在Zn-0.01%Al镀液中添加少量Ni,制备了Zn-0.01%Al-(0.02～0.12)%Ni镀层。利用金相显微镜、维氏硬度计和摩擦磨损试验机对镀层的表面形貌和性能进行了表征。结果表明,随Ni含量增加,Zn-0.01%Al-xNi镀层的晶粒先减小后增大,硬度先增大后减小;当Ni含量为0.05%时镀层的晶粒最小,硬度最大,摩擦系数最小,耐磨时间较长;Ni含量为0.12%的镀层的耐磨时间虽然最长,但摩擦系数较大。     

热浸镀锌层钛盐转化膜的制备和耐蚀性能

制备了热浸锌层钛盐转化膜,采用SEM、EDS表征了转化膜的表面形貌、化学成分,采用XPS技术分析了膜层的组成,探讨了膜层的生长过程。通过中性盐雾试验、电化学极化分析和电化学阻抗研究了膜层的耐蚀性能。结果表明,膜层主要由含结晶水的Ti(OH)4/TiO2和Zn(OH)2/ZnO组成,随着处理时间的增加钛盐转化膜逐渐增厚,膜层中的Ti含量逐渐增加。与未经处理的热浸镀锌层比较,转化膜层腐蚀电流密度减小,极化电阻和电化学阻抗显著增大,耐蚀性明显增强。     

热镀锌液中铝含量对镀层合金化后耐蚀性能的影响

热浸镀锌液中的铝含量对镀层合金化后的耐蚀性有重要影响。用电化学和循环腐蚀试验方法研究了锌液中不同Al含量热镀锌层合金化后的耐蚀性能。结果表明:当锌液中Al含量为0.13%时,镀层具有较高的耐蚀性;随着锌液中Al含量的增加,镀层的阻抗值下降,腐蚀增重量上升,耐蚀性恶化;镀层/钢基体界面处Fe-Al化合物量逐渐上升,镀层中总的Fe含量降低,镀层表面出现红斑的面积逐渐下降;当镀层中含有一定量的Fe元素时,不应以镀层表面出现红斑的时间或面积来评价镀层的耐蚀性能。     

Zn-Al-Mg-RE合金镀层钢丝的研制

旨在通过对热浸镀锌层进行合金化 ,以达到既能提高镀层的耐蚀性 ,又能降低镀层重量、减少锌耗、降低成本的目的。通过向锌液中加入适量的Al、Mg、RE、Ti和B等元素进行合金化处理 ,以对助镀剂的适应性及镀层表观状况、镀层附着性、镀层重量、镀层耐蚀性等为评价指标 ,研究了Zn Al RE、Zn Al Mg RE、Zn Al Ti B和Zn Al Mg RE Ti B系合金热镀技术条件及镀层钢丝的性能 ,优选出了一种低铝的Zn Al Mg RE合金镀层。工业试验结果表明 :与常规热浸镀锌层相比 ,该合金镀层的表面质量较好 ,镀层重量减少 10 %～ 2 0 % ,锌液表面锌灰的生成量减少。而电化学测试、醋酸盐雾腐蚀测试和中性盐雾腐蚀测试结果表明合金镀层比普通热浸镀锌层耐蚀。     

H_2O_2对AZ91D镁合金表面铈转化膜形成及耐腐蚀性能的影响研究

对AZ91D镁合金表面铈转化膜的制备条件及膜的结构进行了研究,结合SEM、EDS、Tafel、EIS等分析手段,在室温(24±3)℃,硝酸铈浓度0.02mol/L,成膜促进剂H2O2的添加量为5mL/L,成膜时间10min时,可获得耐腐蚀性较好的转化膜。对此条件下制备的铈转化膜的结构进行了分析,研究认为,转化膜分3层结构:(1)蜂窝状结晶层,主要含有Mg、Al、Ce的氧化物或氢氧化物;(2)封孔致密层,主要含有大颗粒状Mg、Ce的氧化物或氢氧化物;(3)类凝胶层,主要含有类凝胶状Mg、Ce的氧化物及氢氧化物。     

镁合金浸锌合金溶液中金属离子对浸锌层的影响

镁合金电镀或化学镀之前一般均需要进行浸锌处理,浸锌层的质量直接影响到镀层和基体间的结合力,也关系到镀层的耐蚀性等.为提高镀层的结合力与耐蚀性,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、塔菲尔极化曲线等方法,对比研究了一元Zn,二元Zn-Fe,Zn-Ni,Zn-Co,Zn-Cu以及三元Zn-Ni-Fe等浸锌工艺在AZ91D镁合金上获得的浸锌层,并详细分析了各种金属离子对浸锌层形成过程的影响.结果表明:Ni2+的加入既能提高镀层的覆盖率,又能使镀层结合力提高;Fe3+的加入可以细化浸锌层的晶粒;Cu2+的加入可以提高镀层的覆盖率,使浸锌铜镀层的覆盖率达到了99.1%;Co2+对镀层的性能有不好的影响,既降低了镀层的覆盖度,又降低了镀层的结合力.     

热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能

热镀锌钢板上单一的铈盐、硅烷钝化膜有一些缺点,对提高其耐蚀性作用不大。为此,将热镀锌钢板先经铈盐溶液处理,再用乙烯基三甲氧基硅烷溶液浸渍,获得了铈盐/硅烷复合钝化膜。采用扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)、盐水全浸试验和电化学交流阻抗谱(EIS)研究了复合膜层的表面形貌、结构特性和耐蚀性能。结果表明:硅烷膜能较好地填充铈盐转化膜中的裂纹,铈盐/硅烷复合膜层连续、完整、致密,厚400～450 nm,与基体结合较好,复合膜中硅烷膜/铈盐转化膜/锌基体的化学成分呈连续的梯度变化;与热镀锌钢相比,单一铈盐转化膜、硅烷膜的交流阻抗值增加了1个多数量级,复合膜的则增加了约2个数量级,复合膜层的耐蚀性较单一膜层显著增强,且优于常规铬酸盐钝化膜。     

热浸55%Al-Zn-1.6%Si合金镀层在氨水中的腐蚀行为研究

利用静态浸泡试验、交流阻抗测定和金相显微分析 ,研究了常温下热浸 5 5 %Al Zn 1 .6%Si合金镀层在氨水中的腐蚀行为。结果表明 5 5 %Al Zn 1 .6%Si合金镀层耐氨水腐蚀。