新型含氟涂层在镀锡板上的抗腐蚀性能及机理

硅烷改性含氟乳液用于金属表面处理时环保,且工艺简单、成本低廉,但目前研究较少。以含氟乳液和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为主成膜物质,同时添加无机钛、锆金属盐,制备新型含氟钝化液,并对镀锡板进行钝化处理。通过纳米粒度仪和红外光谱仪对含氟乳液进行表征,采用电化学、附着力、抗硫性、中性盐雾试验和原子力显微镜等测试方法对镀锡板表面涂层的性能进行测试,并探讨了其钝化机理。结果表明:含氟乳液的平均粒径为59.68 nm,稳定性良好,氟单体参加了反应;含氟镀锡钝化板的耐蚀性相对于空白板的明显提高,其耐蚀效果与成品有铬镀锡板相当,附着力达到标准1级,抗硫性优于成品有铬镀锡板,涂层表面趋于致密平整。     

钝化方式对镀锡钢板耐蚀性及铬含量的影响

使用化学分析、X射线光电子能谱分析以及电化学测试等试验方法,研究化学钝化以及电化学钝化得到的镀锡板的铬含量、铬元素组成及耐蚀性。结果表明:对于镀锡钢板铬酸盐钝化膜,电解钝化膜的总铬含量高于化学钝化膜的总铬含量。钝化膜中主要含有Cr,O以及Sn元素。不同钝化方式得到的钝化膜中铬元素的的价态、组成均不同,化学钝化膜及电解钝化膜中铬元素的组成分别为Cr2O3,Cr(OH)3以及Cr2O3,Cr(OH)3,Cr。电化学钝化膜的耐蚀性高于化学钝化膜。     

聚乙二醇对钢板甲基磺酸盐镀锡层性能的影响

甲基磺酸盐(MSA)体系电镀锡过程中电镀添加剂含量会随生产的进行产生较大波动,从而影响镀锡板的性能。采用含聚乙二醇的MSA体系对RF低碳钢板电镀锡,采用电化学极化曲线、交流阻抗、中性盐雾和附着力等测试,系统地研究了所得镀锡板的耐蚀性和附着力等性能,考察了镀液中聚乙二醇含量对镀液及镀锡板综合性能的影响。结果表明:镀液中加入聚乙二醇可降低镀液表面张力并提高其稳定性,能改善镀锡板的附着性,能增强镀层耐蚀性;但聚乙二醇含量过高会降低镀锡层质量,其含量为0.2%左右为宜。     

多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜的制备与应用

有机-无机复合钝化具有许多优点,目前对无机材料的选择比较慎重,而钛-锆混合金属盐在镀锡板钝化上的使用相对较少。以氟钛酸和氟锆酸为前驱体制备的多羟基钛-锆化合物作为无机组分,再添加硅烷偶联剂-乙烯基三乙氧基硅烷(KH151),制得多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化膜。通过电化学、附着力、抗硫性测试以及中性盐雾试验和扫描电子显微镜(SEM)等对比了空白镀锡板、有机-无机复合转化镀锡板和市售有铬镀锡板三者的性能。结果表明:多羟基钛-锆化合物复合有机硅烷转化镀锡板的性能相对于市售有铬镀锡板和空白板性能明显改善,耐蚀性明显增强,抗硫性测试几乎无硫斑产生,其表面更加致密,因而该新型转化镀锡板在实际应用中有很大的前景。     

热镀锌钢板表面状况对漆膜性能的影响

热浸镀锌钢板表面粗糙度、无铬耐指纹钝化后锌层的均匀性及锌渣等表面状况直接影响着镀锌钢板漆膜层的各项性能;热浸镀锌钢板表面的粗糙度对钝化膜的性能有影响,进而影响耐指纹热镀锌钢板的涂漆附着力和耐蚀性能.采用SEM,EDS,EPMA等方法,对耐指纹热镀锌钢板进行分析,找出了漆膜性能与镀锌钢板表面粗糙度之间的关系,发现锌层的不...     

多弧离子镀(Cr,Ti,Al,Zr)N多组元超硬梯度膜的结构及性能

(Cr,Ti,Al,Zr)N梯度膜性能优异。采用多弧离子镀技术,使用Ti-Al-Zr合金靶和Cr单质靶在高速钢表面制备(Cr,Ti,Al,Zr)N多元超硬梯度膜,利用扫描电镜、能谱、X射线衍射仪、硬度计、划痕仪对膜层形貌、成分、结构、硬度、附着力进行分析,并通过热震性能试验考察了膜层的抗热震性能。结果表明:制备的膜层为面心立方结构,择优生长取向为(220)面;与TiN,(Ti,Al)N,(Ti,Cr)N,(Ti,Al,Zr)N等硬质膜相比,制备的(Cr,Ti,Al,Zr)N多元梯度膜具有更高的硬度和膜/基附着力,硬度可达4400HV,膜/基附着力大于200N,实现了从硬质膜到超硬膜的转变;膜层中N含量梯度可有效减少应力集中,Cr,Al含量的增加有利于提高膜层抗热震性能;负偏压对膜层硬度影响较大,对膜层成分、结构、抗热震性能影响较小,对膜/基附着力基本无影响。     

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。     

铬酸盐钝化膜对低锡量镀锡板性能的影响

1.0/1.0g/m2低锡量镀锡板镀锡层薄,其使用常常因耐蚀性降低而受到影响.为了解决这个问题,采取增加1.0/1.0g/m2低锡量镀锡板表面铬酸盐钝化膜厚度方法,来弥补由于镀锡层降低带来的耐蚀性下降缺陷.结果表明,增加铬酸盐钝化膜厚度能保证1.0/1.0g/m2低锡量镀锡板的耐蚀性能、焊接性能、涂印性能,可满足使用要求.     

冷轧板表面无机与有机硅烷复合杂化膜的制备与性能研究

制备了一种应用于冷轧板表面的无机与有机硅树脂复合的钝化液。采用浸渍法将其涂布于DC01型冷轧板表面形成一层无机与有机硅烷复合杂化膜。研究了钝化液体系中金属离子比例、硅烷偶联剂之间的比例对冷轧板耐腐蚀性的影响，对涂覆在冷轧板上无机与有机硅烷复合杂化膜的硬度、附着力、耐腐蚀性等进行了分析，并通过红外光谱、电化学腐蚀、热重及扫描电镜对杂化膜进行形貌和结构表征。结果表明：当钝化液中Zn(NO₃)₂/Mn(NO₃)₂为1∶1;甲基三甲氧基硅烷/环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(MTMS/GPTMS)为1∶1.6;聚氨酯树脂占10%、H₂TiF₆占0.5%、二氧化硅溶胶占5%。此时的钝化液性能达到最好，涂覆于冷轧板表面上所成膜光滑连续致密性好，可耐400℃以上的高温，膜的硬度达到4H,在基板上附着力为0级。     

Cr(Ⅲ)热浸镀锌钝化液的研究

由于Cr(Ⅵ)对环境有不利影响,因此寻找不合Cr(Ⅵ)的钝化液非常重要.研究在连续热浸镀锌钝化液中以Cr(Ⅲ)、铈、钴替代Cr(Ⅵ),钝化液通过辊涂和烘干处理工艺得到钝化膜.试验通过电化学方法研究钝化膜的抗腐蚀行为.SEM形貌观察发现,所获得的钝化膜较Cr(Ⅵ)钝化膜具有更加致密的表面膜层,SiO2在膜层结构中阻碍了微裂纹的扩展,提高了膜层抗形变性能;电化学极化曲线研究表明,铈、钴抑制了阳极极化腐蚀过程;盐雾试验结果表明,复合钝化膜较传统钝化膜具有更好的抗蚀性能.钝化膜的膜附着量达70-80 mg/m2,试样出现锈蚀的时间可以达到192 h,试验色差为1.5.     

Identifying interlayer surface adhesion failure mechanisms in tinplate packaging steels

Tinplate surface morphology and chemistry is adjusted during the manufacturing process in order to meet the demands of its subsequent product use, the commonest being visual appearance and food packaging stability. A comprehensive experimental study on an industrial tinning line varied the surface roughness and the tin coating weight with the characterization through X‐ray diffraction (XRD), X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), white light interferometer (WLI), optical imaging, and lacquer adhesion measurement. Increasing tin weight lowers the adhesion through the production of a thicker disorganized tin oxide layer which has a greater tendency to fracture under shearing forces. There is no evidence that the substrate roughness improves the adhesion of the lacquer. Analysis of the failure location identifies fracture in the tin oxide layer below the passivation layer. The findings have impacts on the next generation of passivation materials for tinplate as it has been clearly demonstrated that growth in tin oxide thickness, particularly when unstructured, has a detrimental impact on lacquer adhesion.     

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。     

铝合金表面锆盐转化膜的制备及其性能

为提高铝合金涂膜的结合力及耐蚀性,在铝合金表面制备了锆盐转化膜.通过盐雾试验、电化学试验、膜微观结构与涂膜结合力测试,研究了锆盐转化膜的耐蚀性与漆膜的结合力,并与通用的铬酸盐转化膜和无铬转化膜进行对比.结果表明:锆盐转化膜120 h盐雾试验的耐蚀等级达8级,在3.5%NaCl溶液中铝合金的自腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度大大降低;转化膜层均匀多孔,含有Al,O,Zr和Mg元素,且与漆膜结合力良好.     

Ni-P镀层三价铬超薄钝化膜的组成与耐腐蚀性能

六价铬钝化镀镍层,污染严重,正处于淘汰之中.开发不合六价铬的环境友好型工艺势在必行.采用新开发的三价铬钝化工艺替代传统的六价铬工艺,对化学镀镍层进行钝化,在化学镀镍层表面得到了一层超薄钝化膜.电化学测试表明,钝化处理显著提高了镀镍层的耐腐蚀性能.X射线光电子能谱(XPS)分析表明,钝化膜主要由C,O,Cr,Ni,P,N等元素组成,Ar+溅射方法算出钝化膜厚度约2～5nm.钝化膜中Cr元素主要以Cr2O3和Cr(OH),的形式存在;镀镍层的耐腐蚀性能得到了显著提高.     

Electrodeposited cerium film as chromate replacement for tinplate

The cerium film was prepared on tinplate by electrodeposition method. Sulfide-stain resistance of the Ce-passivated, unpassivated and Cr-passivated tinplates was evaluated using a cysteine tarnish test. Corrosion behavior of these tinplates in contact with 3.5% NaCl solution and 0.1 M citric-citrate buffer solution was investigated using Tafel measurement and electrochemical impedance spectroscopy measurement, respectively. The adhesion of epoxyphenolic lacquer to the Ce-passivated tinplate was checked using a cross hatch cutter. The morphology, composition and thickness of the cerium film were studied by atomic force microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray fluorescence spectrometry. According to the results, the Ce-passivated tinplate shows the best sulfide-stain resistance and the best corrosion protection property compared with the unpassivated and Cr-passivated tinplates. The adhesion of epoxyphenolic lacquer to the Ce-passivated tinplate is good. The cerium film is composed of the closely packed particles of about 50-200 nm in diameter. The film mainly consists of cerium and oxygen, which mainly exist as CeO₂, Ce₂O₃ and their hydrates such as Ce(OH)₄, Ce(OH)₃. The total cerium amount of the film is about 0.110 g/m².     

无机为主无铬复合钝化的综合对比研究与展望

基于镀锌层表面无铬钝化技术,从钝化膜性质、钝化液稳定性和成膜耐蚀机理3大方面,总结了以硅酸盐、钼酸盐、钛盐以及稀土金属盐为主要成膜物质的4种复合钝化体系的优缺点,认为耐蚀性最优的体系为硅酸盐体系;对比了各体系钝化液稳定性的差异及不同影响因素,总结了不同体系的相应改善方法,认为硅酸盐体系稳定性最好.阐明了硅酸盐、钼酸盐和...     

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。     

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。     

镀锌层硅酸盐无铬黑色钝化工艺

硅酸盐环境友好、成本低、性能稳定,用于镀锌件无铬黑色钝化,目前尚无报道。以硅酸为主盐对镀锌件进行了无铬黑色钝化,研究了钝化液各组分、钝化工艺条件对钝化膜外观及耐蚀性能的影响,获得了最优的钝化工艺。结果显示:镀锌件钝化膜外观乌黑、光亮,色泽均匀;耐5%NaCl盐雾腐蚀达160 h,优于现有的三价铬盐钝化工艺。