表面粗糙度对冷轧钢板磷化质量的影响

利用扫描电镜、波纹度仪、电化学测试系统等试验设备,研究了不同表面粗糙度对冷轧钢板磷化质量的影响。结果表明,冷轧钢板表面粗糙度对冷轧钢板的磷化质量影响较大,提高冷轧钢板表面粗糙度有利于降低冷轧钢板的表面活性,进而有利于提高冷轧钢板的磷化质量;将冷轧钢板表面粗糙度的R_a控制在0.75～0.95μm、RPc值控制在60～80峰个数/cm后,冷轧钢板的磷化质量得到明显改善,磷化膜的结晶状态由原来的磷化膜晶粒粗大变得细小,磷化膜晶粒由不均匀、不致密变得均匀、致密;膜重由改进前的1.59 g/m~2升高到2.24 g/m~2;磷化膜的防锈能力也有了一定的提高,磷化膜涂漆后500 h盐雾试验的划伤部分扩散宽度由改进前的6 mm下降到2.5 mm。     

磷化冷轧基板表面黑变缺陷研究

目的研究严重影响磷化板表面质量的冷轧基板表面黑变缺陷的成因及机理。方法通过金相分析、扫描电镜电子探针、X射线光电子能谱法、辉光放电光谱法、X射线衍射等分析方法,对黑变缺陷进行系统的分析,并对其形成机理进行探讨。结果黑变缺陷样板表面C元素含量约为正常样板的17倍,C元素主要以石墨形式存在。结论由于带钢表层富集大量以石墨形式存在的C元素,诱发了钢板表面黑变缺陷,其形成原因与钢板化学成分、表面状态以及退火等工艺密切相关。     

电镀锌表面条纹缺陷成因分析

运用扫描电子显微镜和电子背散射衍射(EBSD)技术对电镀锌板表面暗条纹及冷轧基板对应缺陷进行了失效分析。结果表明电镀锌耐指纹板表面暗条纹缺陷形成有三种原因:1)钢板次表面的冶炼缺陷经后续轧制露头后引起后续电镀锌层异常,形成黑色条带缺陷;2)热轧基板表面点状夹杂物露头(或热轧轧辊剥落物、富Cr的氧化铁皮压入),周边区域酸洗不完全,形成锈蚀产物后在后续轧制工序被轧入表面,引起电镀锌层异常形成条纹缺陷;3)热轧时表面局部温度偏低,在二相区轧制形成的高斯织构遗传到冷轧板,电镀锌时形成丝状斑迹缺陷。     

卷取和退火温度对含P高强Ti-IF钢表面质量的影响

含P高强Ti-IF钢表面伴有氧化色的条纹状缺陷影响产品美观。本文从宏观和微观方面对缺陷进行了系统分析,研究了不同卷取和退火温度对最终冷轧成品表面质量的影响。结果表明,卷取温度对含P高强Ti-IF钢表面质量影响显著。高温卷取时,不同的退火温度钢板表面均在微观上有破碎粗糙的条纹状缺陷。该缺陷的产生与该卷取温度下表层组织粗大及铁皮状态不良有关,它们在冷轧时易造成表层与心部变形不协调。退火温度对表面质量的影响主要是不同温度下氧化色的程度不同。采用低温卷取和适中退火温度能获得表面光亮的退火板。     

罩退材镀锡基板白斑缺陷的改善措施

作为镀锡基板的冷轧钢板强度高、耐腐蚀、极薄且表面质量要求极高,镀锡后用于制罐及包装食品。未镀锡的罩退材镀锡基板是以罩式炉方式进行退火的冷轧薄板,在实际生产中带钢表面极易出现白斑缺陷。本文对罩退材镀锡基板表面白斑缺陷形成的原因和生产过程进行分析,发现过量的氧、碳是造成白斑缺陷的主要原因。结合电镀锡基板罩式退火及平整实际生产过程,对白斑缺陷产生的根源:残碳、残油(含碳元素)、残铁(铁屑)、氧进行分类控制,找到了有效控制白斑缺陷的方法,确定了可用于现场的管控措施,有效减少带钢表面白斑缺陷,为类似问题的解决提供了参考技术方案。     

冷轧IF钢板表面状态对磷化膜质量的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等方法研究了冷轧IF钢板表面状态对其磷化膜质量的影响。结果表明:表面夹杂物及析出相对冷轧IF钢板表面磷化膜具有明显影响;通过铸坯机清处理以及降低板坯加热温度,可降低冷轧IF钢板表面夹杂物及析出相含量,有效控制有害元素在表面的富集,有利于提高钢板表面均匀性,控制冷轧板材表面活性,从而改善磷化膜质量,并提高磷化膜致密性及耐蚀性。     

超声波磷化膜的性能及表面形貌研究

磷化膜的表面形貌对研究磷化液的配方和磷化膜的性能都有重要的作用.主要探讨了在超声波条件下形成的磷化膜的性能测试、表面形貌特征以及影响因素.结果表明:在超声波条件下形成的磷化膜属于颗粒和针状(混合)型晶体,且分布均匀,平滑,细密,完整,并有较好的耐蚀性和结合力.主盐浓度和介质酸度对磷化膜表面形貌的影响很大.     

脉冲参数对 NiW 基带表面电化学抛光质量的影响

目的研究提高Ni W合金基带表面质量的脉冲电化学最佳抛光工艺。方法以磷酸为主要抛光酸剂,以甘油为缓冲剂配置抛光液,采用脉冲电化学抛光技术,研究电流密度、脉冲频率、脉冲占空比对Ni W基带的表面抛光效果的影响。通过扫描电镜和原子力显微镜对抛光后的基带表面微观形貌进行表征,获得最佳脉冲电化学抛光工艺。结果最佳工艺为:平均电流密度25 A/dm2,脉冲频率毫秒级(1000Hz以上),脉冲占空比1∶4,抛光时间10 min。扫描电镜结果表明,抛光后的基带表面平整致密,轧制和热处理产生的条纹、晶界等缺陷都被消除,在此抛光工艺下,可以有效降低Ni W基带表面粗糙度,提高基带表面质量。原子力显微镜测试4μm×4μm范围内的表面平均粗糙度为几个纳米,表明抛光基带表面非常平滑,达到镜面效果。结论最佳抛光工艺下,可以显著改善Ni W基带的表面质量,获得好的基带表面状态,满足涂层导体对金属基带材料表面质量的要求。     

连续退火热镀锌板镀层表面黑点缺陷研究

研究了热镀锌板镀层表面黑点的产生机理,分析了该缺陷对热镀锌板涂镀质量的影响,提出了相应的改进措施。结果表明,基板表面存在微小凹坑,镀锌后表面形成黑色圆形氧化膜,即黑点缺陷,对热镀锌板涂镀后的磷化膜质量产生不利影响。实际生产中,通过降低热轧卷的卷曲温度、清洗槽电解电流密度及提高退火炉的密封性,可有效减轻该缺陷。     

脱脂对镀锌汽车板涂装性能影响

目的 研究脱脂影响镀锌钢板磷化反应的机理及电泳漆膜性能。方法 使用扫描电镜、电化学工作站、X射线光电子能谱分析仪、成形试验机和循环式腐蚀试验机等设备研究了磷化膜形貌、表面元素、电化学性能以及电泳漆膜性能。结果 脱脂不良时磷化膜在镀锌钢板表面生长异常,导致磷化膜呈现为明暗相间的花斑状;表面元素和材料在磷化液中的电化学性能说明磷化膜生长异常的原因是残存油膜阻碍磷化反应进行,同时异常磷化膜相对于正常磷化膜在3.5% NaCl溶液中开路电位负、阻抗小、自腐蚀电流大,说明异常磷化膜耐蚀性能差,易腐蚀;电泳漆膜性能表明,脱脂不良对漆膜的划格附着力影响小,评级为0级,但对电泳漆膜的杯突性能影响明显,杯突高度为6 mm时,漆膜发生破裂;电泳耐蚀性能下降明显,电泳漆膜扩蚀宽度从2.4 mm增加到3.9 mm。结论 脱脂不良会导致镀锌板表面磷化膜质量异常,进而影响电泳耐蚀性能,在实际生产过程中,需要对脱脂工序有效管控,结合车身材料用油种类及油量及时调控参数,避免脱脂不良问题出现。     

磷化处理对无铬钝化热镀锌板耐蚀性能的影响

研究了磷化处理工艺对无铬钝化热镀锌板耐腐蚀性能和表面形貌的影响。采用扫描电镜对其表面形貌进行分析，同时与未经过磷化处理的钝化板表面形貌进行对比；采用电化学阳极极化曲线方法和电化学阻抗法对磷化处理后钝化板的耐腐蚀性能进行了研究。在钝化板膜重为0.8 g/m²的情况下，经磷化处理的钝化板表面钝化膜完好，没有发现锈蚀或钝化膜剥落现象；经磷化处理的钝化板自腐蚀电位和阳极电流密度不变，阴极电流密度和自腐蚀电流密度有所提高；Nyquist图的高频部分在磷化处理前为容抗弧，磷化处理后出现具有Warburg阻抗的直线，说明磷化处理后钝化膜表面出现扩散过程。 研究表明，钝化板经过磷化处理后表面未形成磷化膜，耐腐蚀性能仍来自原钝化膜，经磷化处理的钝化板的耐腐蚀性能有所降低。因此，现有常规的磷化处理并没有增加钝化板的耐腐蚀性能，如果有需要提高钝化板耐腐蚀性能的要求，必须针对无铬钝化板研制专用的磷化液和磷化工艺。     

工艺参数对38MnVS钢锰系磷化膜表面形貌和耐蚀性的影响

目的研究磷化温度和时间对38MnVS钢磷化膜表面形貌、膜厚和耐蚀性的影响,获得38MnVS钢锰系磷化的最佳工艺参数。方法通过控制单因素变量,在不同磷化温度和时间下在38MnVS表面制备锰系磷化膜。通过扫描电镜(SEM)、测厚仪和硫酸铜点蚀测试等方法,对38MnVS钢表面磷化膜形貌、膜厚及耐蚀性能进行了分析。结果 38MnVS钢表面磷化膜为非均匀形核,磷化膜晶粒首先形成于划痕和晶界处。随磷化时间延长,磷化膜晶粒迅速覆盖基体表面,磷化膜厚度和耐蚀性不断增加。当磷化时间大于15 min时,磷化膜性能变化不大。当磷化温度小于75℃时,不利于磷化膜的生长,磷化膜不能完全覆盖基体,磷化膜的厚度和耐蚀性较低。随磷化温度的升高,磷化膜晶粒不断长大,磷化膜厚度和耐蚀性迅速增加。当磷化温度超过95℃时,磷化膜性能增速下降。结论 38MnVS钢的最佳磷化工艺为:85℃,15 min。     

镀锌系钢板的涂装性能

电镀锌及其合金钢板和融熔镀锌合金钢板的表面状态,镀层的组成和金相结构是不同的,所以它们的涂装性能也不相同,如界涂漆前对镀锌系钢板进行磷化处理或铬酸盐处理,则能显著提高涂漠的附着力和耐蚀性。     

超声场下磷化时间对NiTi合金表面磷化膜形貌及性能的影响

目的通过表面改性处理来减小镍离子溢出对人体产生的危害,同时提高其力学及生物性能。方法采用超声磷化技术在镍钛合金表面制备磷化膜,研究磷化时间对NiTi合金表面磷化膜形貌及性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、摩擦磨损仪及电化学工作站等仪器对表层的形貌、结构、成分、耐腐蚀性、耐磨性、生物活性进行表征。结果超声磷化最优磷化时间为1 h,生成的磷化膜均匀、致密、完整,呈细小短棒状,其厚度约为17.5μm,自腐蚀电位由基材的-0.72 V提高到-0.3229 V,自腐蚀电流密度下降了2个数量级,摩擦系数稳定在0.12左右,相比于基材的0.50,降低了很多。磷化膜浸泡在SBF中30天后,成功吸附了细小、均匀、致密的类羟基磷灰石。结论超声磷化处理能明显改善镍钛合金的耐蚀性能、耐磨性能以及生物性能。     

磷化时间与温度对镁合金磷化膜的影响

目的研究钙系磷化液的磷化温度及时间对磷化膜结构与性能的影响。方法通过控制单因素变量,在不同磷化温度和时间条件下在镁合金表面制备磷化膜。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及极化曲线测试等方法对AZ31镁合金表面磷化膜的形貌、结构与性能进行分析。结果镁合金表面钙系磷化膜呈花瓣状结晶生长,其主要成分为CaHPO_4·2H_2O。随着磷化时间的增加,磷化膜的厚度不断增加,但磷化时间过长使得磷化膜的平整度有所下降。极化曲线测试分析表明,磷化时间为30 min时,腐蚀电位与极化电阻最大,腐蚀电流密度最小,此时磷化膜耐蚀性最佳。当磷化温度为30℃时,磷化膜致密性最好,磷化膜的结晶度及覆盖能力在磷化温度为30℃时达到最佳。极化曲线测试结果显示,磷化温度为30℃时的磷化膜极化电阻最大,腐蚀电流密度最小,耐蚀性最优。结论磷化时间为30 min、温度为30℃时所得磷化膜的质量最好,耐蚀性最佳。     

钢铁表面常温超声磷化研究

目的通过在钢铁件表面磷化处理中引入超声波,提高磷化膜的外观及耐蚀性。方法首先采用正交实验确定了磷化液的最优配方,其次采用单因素实验考察了超声波作用下磷化p H值、磷化温度、磷化时间、超声功率对磷化膜性能的影响,最后采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对超声磷化膜和普通磷化膜的微观形貌和物相组成进行了分析。结果正交实验得到的最优磷化液配方为:氧化锌15 g/L,磷酸90 g/L,硫酸羟胺(HAS)10 g/L,硝酸锰4 g/L。各因素对磷化影响主次顺序为:磷酸>硝酸锰>氧化锌>HAS。最佳磷化工艺条件为:磷化液pH值2.3~2.6,磷化温度30℃,磷化时间45 min,磷化超声功率210 W。最优配方及最佳磷化工艺条件下制得的磷化膜结构均匀致密,硫酸铜点滴时间为320 s。超声磷化膜和普通磷化膜相比,前者晶粒长径比接近1,后者晶粒的长径比接近4,前者晶粒分布均匀致密,后者表面颗粒分布不均匀,晶粒间存在较多孔隙。前者物相组成主要是Zn3(PO4)2·4H2O和MnHPO4·3H2O,后者物相组成比前者多了组分Zn2Fe(PO4)2·4H2O。结论超声磷化比普通磷化得到的磷化膜,外观及耐蚀性更优越。     

石墨烯界膜剂在汽车防腐领域的推广应用

目的选用一种新型环保的金属防腐前处理新材料来代替目前所用的磷化液、钝化液等非环保界膜剂及稳定性差、耐腐蚀性不良的硅烷膜和陶瓷膜产品。方法鉴于石墨烯界膜剂是利用环境友好型的植酸(环己六醇磷酸酯)基化合物易于在金属表面自组装成膜的特点,经改性处理后,再辅以适当的催化剂、钝化剂等助剂以及改性石墨烯纳米添加剂,开发出的新一代绿色环保、价格低廉、操作简便、性能优异的革命性材料,以重卡金属零部件为基底进行石墨烯界膜剂成膜处理,考察了膜层的形貌、硬度、厚度及耐蚀性,并与前期处理的陶瓷膜、磷化膜比对。结果该产品成膜均匀、结合力好,使外涂层在金属耐蚀性、抗老化、抗冲击性等技术指标方面均达到或优于磷化膜、硅烷膜和陶瓷膜产品,且不会形成沉淀和废渣。结论该石墨烯界膜剂性能优异并且绿色环保,值得推广应用。     

盐雾环境下X70管线钢等离子喷涂铝涂层的腐蚀行为

目的研究X70管线钢的防腐工艺,以延长其使用寿命。方法采用等离子喷涂方法在X70管线钢基体表面制备铝涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面、界面质量和微观形貌进行分析。利用盐雾腐蚀试验,对比分析涂层对基体的保护作用机制。结果涂层为富铝层,主要以富铝脆性物相存在,并受环境空气的影响,涂层出现孔洞、裂纹和未熔颗粒等缺陷。涂层表面因铝粉颗粒尺寸差异,颗粒间熔融状态不同,导致表面铝元素呈波浪式分布。涂层界面结合处,铁、铝元素相互渗透,形成Fe-Al冶金结合,增加了涂层结合强度。热处理后,未熔颗粒及部分金属氧化物熔化并填充涂层缺陷,减小了表面粗糙度和孔洞率,提高了涂层质量。盐雾腐蚀16h后,未喷涂涂层试样表面出现了严重的点蚀现象,影响了管线钢的使用寿命。喷涂铝涂层试样在盐雾腐蚀试验120h后,表面出现了轻微腐蚀现象。结论涂层表面形成了致密氧化膜,避免了腐蚀介质和基体直接接触,提高了X70管线钢的耐腐蚀性。     

薄膜缺陷研究进展综述

在实际镀膜过程中,镀膜腔室内不可避免地会含有微米级的颗粒、灰尘,除此之外,衬底表面在加工过程中产生的缺陷、污染,即使经过清洗处理,往往也不能完全消除,甚至会带来新的缺陷、污染.阴极靶中的杂质、气泡以及微弧放电同样会产生颗粒物,这些因素将直接导致薄膜在生长过程形成缺陷.详细综述了薄膜缺陷的形成原因、分类以及对不同应用的影响.根据形成原因、微观形貌等,可将缺陷大致分为薄片形结构、凹坑结构、结节状球形滴锥结构、针孔/气孔结构等四种类型.不同类型缺陷在薄膜中的占比受环境因素变化而改变,在空间分布也有所不同.缺陷破坏了薄膜的完整性,对薄膜性能产生较大影响,如降低了硬质薄膜的耐摩擦性,腐蚀介质可通过缺陷达到基材表面,导致耐腐蚀薄膜丧失保护功能.对于超导薄膜,当缺陷尺寸远大于copper电子对相干长度时,剩余电阻大大增加.最后,总结了气压、偏压、电压、沉积时间、衬底安装角度、镀膜室屏蔽结构等对缺陷密度的影响,也说明通过优化以上参数与结构可以降低缺陷密度,改善薄膜质量.     

清洁型刷涂铁系磷化液研究

根据磷化液中所有的分子或离子均成为磷化膜成分或在磷化膜干燥过程中挥发,研制了一种清洁型刷涂铁系磷化液.研究了磷化温度、pH值等对磷化质量的影响,并探讨了磷化机理.结果表明,该磷化液在3～40℃刷涂生成膜重1.3～1.6g/m2、耐CuSO4溶液点滴时间达220～350s的彩色磷化膜.