转化膜致密化及耐蚀性能提升工艺优化进展

化学转化膜技术是金属物件表面处理过程中应用广泛的一项技术。转化膜对金属基底有较好的防护作用,但在成膜过程中,因微阴极区域存在剧烈的析氢反应,以及在成膜结束干燥过程中失水导致转化膜收缩,使得所形成的转化膜结构疏松,膜层裂纹增多。裂纹破坏了转化膜层的紧密度,为腐蚀性介质提供了有效的通道,严重削弱了膜层的保护作用。本文首先介绍了各类环保、无铬的化学转化膜及其制备技术,并分析了转化膜存在微裂纹的原因。针对转化膜表面有微裂纹和耐蚀性不佳的缺点,技术人员通过多种技术来改进所得膜层的连续性和耐蚀性。目前,对于降低转化膜开裂程度方面的研究主要集中在向转化液中添加不同添加剂、采用后处理手段密封孔道等。本文重点阐述了转化膜膜层致密化及提升其耐蚀性能的工艺优化进展,着重分析了转化膜制备过程中添加不同添加剂和进行后处理的工艺技术。可使转化膜致密的添加剂有金属离子、纳米粒子、成膜促进剂和表面活性剂。而在转化膜制备过程中,向转化液中添加不同的添加剂,其对所形成的转化膜的致密机理不同,致密程度也有一定的差异,但工艺相对简单。当对制备的转化膜进行后处理时,主要用磷酸二氢盐、溶胶-凝胶、不同于基膜的成膜材料和热处理技术等,各种后处理技术也能提升转化膜层对金属基底的保护效率。本文总结归纳了提到的各种工艺的优缺点、致密化原理及所制备的膜层对基底的防腐蚀保护效果。在文献归纳的基础上,还对转化膜技术在金属表面转化处理的发展方向进行了展望。     

镁合金表面植酸转化膜的研究进展

植酸是从谷类作物中提取的无毒有机磷酸化合物,由于它可迅速与Ca2+,Mg2+,Fe2+和Zn2+等金属离子结合形成螯合物,因此可用于金属的防护。植酸转化膜是一种环境友好型的镁合金表面处理方法,综述了镁合金表面植酸转化膜的研究进展。     

铝合金钴盐无铬化学转化技术的发展现状及展望

传统的铝合金铬酸盐化学转化毒性大,对人体和环境有伤害。钴盐转化处理是一项无铬转化新技术,可以替代六价铬转化技术,应用前景广阔。介绍了钴盐无铬化学转化技术发展概况、成膜机理、工艺沿革、转化膜组成和结构,提出了新型钴盐无铬转化技术应在三价钴配体、协同金属离子、促进剂、水溶性有机物等方面进行深入研究,以优化槽液的使用性能,提高转化膜的耐腐蚀性和附着力。     

植酸在镁合金表面处理中的应用研究

采用稀土铈盐在镁合金表面生成了化学转化膜,通过扫描电镜、能谱分析等手段研究了采用植酸对镁合金表面及其表面化学转化膜进行后处理的改性作用,讨论了植酸浸泡溶液与工艺参数对吸附膜增重的影响.研究表明,镁合金表面植酸浸泡吸附膜以及化学转化膜植酸浸泡处理后膜层的增重随植酸浓度的增加、温度的升高及时间的延长而增大,所得化学转化膜经植酸浸泡处理可改善膜层表面龟裂,提高镁合金及其表面转化膜的耐蚀性,代替对环境污染严重的铬酸盐处理技术;并对镁合金表面膜的微观形貌与元素组成进行了表征.     

植酸在镁合金防护中的应用现状

植酸是从谷类作物中提取的无毒有机磷酸化合物,由于它可迅速与Ca2 ,Mg2 ,Fe2 和Zn2 等金属离子结合形成螯合物,因此可用于金属的防护。本文综述了植酸在镁合金化学转化膜和阳极氧化上的应用。由于植酸环保而且效果好,在镁合金防护上具有较大应用前景。     

植酸封闭对钢铁表面氟铁酸钾转化膜耐蚀性的影响

为了提高氟铁酸盐转化膜的耐蚀性,采用植酸对A3钢表面氟铁酸盐转化膜进行了封闭处理,优化了植酸封闭的最佳浓度及工艺条件,并采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、中性盐雾试验和极化曲线对封闭前后转化膜的形貌、结构、成分以及耐盐雾性能进行了分析.结果表明,经过植酸封闭处理后,氟铁酸盐转化膜表面生成了植酸铁,使A3钢的耐中性盐雾时间从封闭前的16h增加至封闭后的90 h,耐蚀性有了显著提升.     

金属表面硅烷复合化处理的研究进展及发展趋势

金属表面硅烷化处理技术具有绿色环保、步骤简单、能耗小等优点,形成的硅烷膜缺陷少、结合力强、耐蚀性能好,具有与铬钝化膜相当的抗腐蚀性。但是单一的硅烷膜一旦受到机械损伤,就会失去对金属基体应有的保护。主要从稀土、钼酸盐、氟钛(锆)酸盐等方面介绍了目前国内外常用的金属表面硅烷化处理的改性方法,重点介绍了不同金属稀土对硅烷化处理技术的改性研究,并对稀土-硅烷膜的缓蚀机理进行了初步探讨,对硅烷化处理技术的发展趋势进行了展望。     

钼酸盐在金属表面处理中的应用(1)——应用类型及处理条件

在铬酸盐处理的使用受到限制时 ,可用钼酸盐来替代铬酸 (盐 )。大量的研究表明 ,对于不同的金属可以通过各种方法 ,如直接浸渍 (不加任何附加条件 )、阴极处理、活化处理与更活泼金属连接等都能形成不同颜色的转化膜 ,其典型的颜色是黑色和彩虹色的干扰色膜。但由于钼酸盐的氧化性较低 ,在成膜过程中不能修补 (锌、铝 )表面原有的裂缝 ,加上低价钼的氧化物在大气中的稳定性低于铬的氧化物 ,因此 ,不加保护的转化膜的防护性不理想。     

B30铜镍合金表面植酸转化膜的制备工艺研究

为提高B30铜镍合金表面植酸转化膜的耐蚀性,采用扫描电镜、动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了浸泡时间、植酸浓度和钼酸盐浓度对B30铜镍合金表面植酸转化膜的表面形貌及在3.5%NaCl溶液中缓蚀率的影响。结果表明,植酸转化膜的缓蚀率随着浸泡时间的延长而逐渐增大,但浸泡时间超过12 h后植酸转化膜表面出现龟裂,破坏了转化膜表面覆盖的完整性,缓蚀率降低。植酸转化膜的缓蚀率随植酸浓度的增大而增大,当植酸浓度超过10 mmol/L时,植酸转化膜微观形貌疏松多孔,缓蚀率随植酸转化膜致密性的下降而降低。向植酸溶液中添加钼酸钠后转化膜的缓蚀率随着钼酸盐浓度的增大而增大,当钼酸钠浓度超过50 mg/L时,转化膜的缓蚀率开始降低。因此,不同浸泡时间和植酸浓度会对B30铜镍合金表面植酸转化膜的完整性和致密性产生影响,从而影响其耐蚀性。通过钼酸盐与植酸复配可以进一步提高植酸转化膜的耐蚀性。     

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。     

植酸?钒酸盐复合转化膜的制备及其耐腐蚀性能研究

植酸具有在钢铁表面形成转化膜的潜力,可以延缓腐蚀速度。但植酸涂层中松散的结构和微裂纹会破坏涂层的紧密性,裂纹为腐蚀性介质传递提供有效通道,严重削弱膜层的保护作用。用钒酸盐转化液对植酸膜层进行后处理用于膜层致密化,提高转化膜对钢铁的防腐蚀效果。采用扫描电子显微镜观察转化膜的微观形貌,用能谱仪测定不同样品膜层的元素组成,并用X射线光电子能谱测定膜层元素化学价态。结果表明:植酸同钒酸盐复合后形成了致密均匀的转化膜。相比于裸钢和植酸涂层,复合转化膜层使钢具有最小的腐蚀电流密度和腐蚀速率,其保护效率高达94.3%。     

化学转化膜的自愈性研究进展

综述了铬酸盐化学转化膜、钒酸盐化学转化膜、钛锆化学转化膜、硅酸盐化学转化膜、植酸化学转化膜和有机-无机复合化学转化膜的自愈现象及其机理;指出多价态金属无机盐及有机-无机复合化学转化是自愈性转化膜主要的发展方向之一.     

温度对AZ31B镁合金植酸转化膜性能的影响

为了探讨转化温度对镁合金防腐蚀性能的影响,应用析氢试验、Tafel分析法及SEM,EDS,FTIR研究了不同植酸液温度所形成的转化膜的防腐蚀性能及表面微观形貌、元素组成及官能团构成。结果表明转化温度对镁合金植酸转化膜的防腐蚀性能有较大的影响：在较低范围内,转化膜的防腐蚀性能随着温度的升高而增加,转化温度为40℃时,转化...     

镁合金耐蚀表面处理的研究进展

综述了镁合金的表面清洗、化学处理、阳极氧化、有机物充填密封、无铬的化学处理等方法。化学处理主要有磷酸－高锰酸盐、多聚磷酸盐及氟锆酸盐处理,所形成膜的耐腐蚀性能与含铬的化学转化膜相当,并且是充填密封处理的良好基底;阳极氧化处理浴的主要成分为可溶性硅酸盐、氢氧化物和氟化物,形成的氧化膜为SiO2,MgO与MgF2组成的混合膜,这种膜比早期的DOW17与HAE工艺处理形成的阳极氧化膜具有更优异的耐腐蚀和耐磨损等性能,同时也是充填密封处理的优良基底。     

镁合金表面化学转化处理的研究进展

较详细地综述了国内外镁合金的化学转化处理发展现状.重点介绍了铬酸盐转化膜、磷酸盐/锰酸、高锰酸盐转化膜、稀土金属盐转化膜、氟锆酸盐转化膜、有机化合物转化膜等,分析了各种方法的特点,并对化学转化处理技术进行了展望.     

AZ31B镁合金铈基-植酸复合转化膜研究

为了进一步提高镁合金转化膜防腐性能的影响,将铈基转化复合于在AZ31B镁合金植酸转化膜表面,制备了一种铈基一植酸复合转化膜,应用析氢实验、Tafel分析方法及SEM、EDS对AZ31B镁合金不同转化膜的防腐性能及表面微观结构及成份进行了研究。结果表明复合转化膜表面主要由C、O、P、Ce、Mg及Al元素所组成,复合转化膜相比于植酸转化膜及铈基转化膜具有更好的致密性,从而复合转化膜相比于植酸转化膜及铈基转化膜具有更好的防腐性能。     

镁合金表面化学转化膜研究进展

综述镁及镁合金的各种化学转化方法,包括铬酸盐转化膜、磷酸,高锰酸钾转化膜、锡酸盐转化膜、稀土转化膜、钴酸盐转化膜、氟锆酸盐转化膜等。总结镁合金防护中化学转化膜的发展趋势。     

金属清理

去除金属表面上的有机物及其它外来物的技术。有机物主要来自机械制品加工过程中所接触到的润滑剂,切削液或暂时性防锈剂等;外来物则泛指磨屑、残盐、金属鳞片以及汗渍等等。这种清理是实现一切有效保护措施的共同基础。宏观上的“一般清洁”、“无脂”或“化学清洁”的表面,在不少情况下就可接着进行保护措施了,如化学转化处理,表面合金化处理,防蚀处理等等。但从微观上检查,经过清理的表面,仍有极微量的油脂膜层和极薄的自然氧化膜、碳化物膜或硅酸盐膜等等,其     

钢铁表面锆盐-植酸复合转化膜的制备及性能

目前,将植酸与锆盐复合转化膜用于钢铁表面防护的研究较少。采用氟锆酸钾和植酸在A3钢表面制备了具有良好耐蚀性能的灰色锆盐-植酸复合转化膜,确定了转化液的组成及成膜工艺条件。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电化学测试及中性盐雾试验(NSS)对复合膜的形貌、成分、成膜过程电位特性及耐蚀性进行分析。结果表明:锆盐-植酸复合转化最优工艺为10 g/L氟锆酸钾,1.0 m L/L植酸,p H值3.8~4.0,反应温度60℃,反应时间1.5 h;钢铁经最优工艺处理所得复合膜的自腐蚀电位比未加植酸所得锆盐膜的正移了48 m V,自腐蚀电流密度下降约10%,低频区电化学阻抗值提高了近2倍,耐中性盐雾时间增加24.0 h,钢铁的耐腐蚀性能显著提高。     

纳米氧化锌及无机多酸改性树脂复合转化膜的性能

纳米氧化锌(ZnO)难以分散在有机基体中,需对其改性。目前有关改性纳米ZnO结合水性聚氨酯、钼酸盐等涂覆到镀锡板表面的研究较少。以阳离子丙烯酸树脂、阳离子水性聚氨酯、KH550改性的纳米ZnO、钼酸钠、氟钛酸等为组分原料,在镀锡板表面形成一种复合转化膜。利用电化学测试、盐雾试验、抗硫性测试、附着力测试等研究了转化膜的性能。结果表明:该无铬复合转化膜具有优良的耐蚀性、抗硫性和附着力等性能。