表面活性剂和亚铁盐对无铵助镀液润湿性的影响

针对批量热浸镀锌传统氯化锌+氯化铵复盐助镀过程的氨氮烟尘污染和助镀液中亚铁盐引起的漏镀、渣量增加等问题,采用钾盐、钠盐、稀土盐,添加三类表面活性剂和不同含量的亚铁盐配制了18种无铵助镀液,测试了不同种类助镀液的表面张力以及助镀液在基体表面的润湿角,分析了表面活性剂和亚铁盐含量对无铵助镀液润湿性能的影响。结果表明:无氨助镀液中不添加表面活性剂和亚铁盐时表面张力为44.3mN/m,添加表面活性剂能一定程度降低助镀液的表面张力,添加FC-3c和FC-3d时的效果优于添加FC09-Ⅱ的效果。三类表面活性剂系列助镀液中随着亚铁盐浓度的增加,助镀液的表面张力呈先显著下降,然后降至20mN/m左右趋于稳定。无铵助镀剂中FC09-Ⅱ和FC-3c表面活性剂对接触角影响不明显,添加FC-3d后接触角由39.366°降至25.51°。FC09-Ⅱ系列和FC-3c系列无铵助镀剂中添加亚铁盐后助镀液的接触角呈下降趋势,之后随着亚铁盐含量的增加接触角数值趋于稳定。FC-3d系列无铵助镀剂中添加亚铁盐时随着亚铁盐含量的增加,接触角呈先下降后上升的趋势,当添加亚铁盐含量为50g/L时助镀液的接触角又变为不添加亚铁盐时的情况。     

助镀剂中稀土盐含量对热浸镀锌层组构及性能的影响

以往少见将稀土加入到助镀剂中对热浸镀锌层组构及性能影响的研究报道。为此,在助镀剂中添加混合稀土盐(主要成分为Ce和La)助镀后再热浸镀锌,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试及全浸腐蚀方法考察了助镀剂中稀土盐含量对热浸镀锌层组织结构及耐蚀性能的影响。结果表明:助镀剂中添加稀土盐能够使镀锌层减薄,有利于改善镀层的微观组织结构,抑制脆性相ζ相的生长,获得由塑性较好的δ相组成的镀层;添加稀土盐有助于改善镀层的耐蚀性能,且耐蚀性能随着稀土盐含量的增加而增强,在稀土盐含量为0.2%时镀层的耐蚀性能最好,之后随着稀土盐含量的增加,镀层的耐蚀性能反而下降。     

热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的研究进展

综述了近年来热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的发展现状,给出了热浸镀锌常用助镀剂及其选择标准和作用机理,分析了助镀剂浓度、温度、铁盐含量和pH值等因素对热浸镀效果的影响,介绍了热浸镀中Zn-Al合金助镀剂、无铵助镀剂和电解活化助镀剂等新型助镀剂及其助镀工艺,指出了热浸镀助镀技术存在的问题和未来的发展方向。     

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。     

钢基热浸镀锌铝合金的研究

为进一步提高镀锌层质量和耐腐蚀能力,通过在传统热浸镀锌中添加少量铝,获得了钢基热镀锌铝合金层。研究了钢基热浸镀锌铝合金镀过程中,助镀剂的组成,镀液温度、浸镀时间、钢基硅含量等因素对镀层厚度的影响,获得了一种耐腐蚀性好,结合力强和光滑的热镀锌铝合金层,该锌铝合金镀层与镀锌层相比,在二氧化硫气氛中的耐腐蚀能力有很大的提高。     

助镀剂中氯化镍对热浸镀锌层增重、厚度及形貌结构的影响

目前,就热浸镀锌助镀剂中Ni盐含量的变化对镀层的影响研究报道不多。将低碳钢退火板采用不同NiCl2含量的助镀剂助镀后热浸镀锌,并采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)对镀层的厚度、结构、形貌及成分进行分析。结果表明:NiCl2含量在0～6 g/L内,锌镀层质量及厚度随着氯化镍含量的增加而减小,NiCl2含量超过6 g/L时,则不随氯化镍的增加而变化;氯化镍会增加锌镀层中δ金属间化合物相的厚度,细化ζ金属间化合物相,使ζ金属间化合物相更加致密,并减少ζ金属间化合物相的厚度,对η金属间化合物相影响无影响。     

3种热浸镀锌助镀剂成膜的均匀性

为了探讨热浸镀锌中不同助镀剂成膜的均匀性,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、千分尺等研究了锌铵助镀剂、氯化锌助镀剂及自制无铵助镀剂盐膜的形貌、成分及厚度。结果表明:与氯化锌助镀剂相比,传统的锌铵助镀剂和自制的无铵助镀剂更有助于在钢铁基体表面形成成分、厚度均匀的助镀剂盐膜。     

无表面活性剂作载体的氯化钾(钠)体系光亮镀锌研究

酸性氯化钾镀锌主光亮剂载体为表面活性物质,常造成镀层质量下降并存在废水处理困难等问题。为此,在不含有任何表面活性剂作载体的酸性氯化钾(钠)镀锌液中进行光亮镀锌研究。在镀液中使用了新研制出的开缸剂、辅助剂和水溶性光亮剂,并运用Hull Cell、小槽电镀以及电化学方法,考察了镀液的各种性能。结果表明,在表面活性剂载体浓度为零的情况下,主光剂在镀液中溶解性能良好;在工艺及操作范围内,可得到均匀、柔性、平整、分散性好、全光亮的镀锌层;可节约用水50%以上,有利于水源、大气和土壤等环境保护;并可与现行的使用表面活性剂载体的镀锌液相互兼容。推荐的镀液成分和操作条件:Zn Cl260~75 g/L,KCl(NaCl)200~250 g/L,H_3BO_325~30 g/L,开缸剂30~40 m L/L(第一次使用时添加),辅助剂12~15 m L/L,光亮剂8~12 m L/L;pH值4.8~5.8,温度10~45℃,J_c=0.25~5.00 A/dm~2。     

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。     

合金元素锑对热浸镀锌层组织的影响

热浸镀锌中合金元素锑的含量对镀层性能有极大的影响,但对其添加量目前尚无统一标准.对硅含量为0.049%的Q215工业用钢在含0.04%,0.10%,0.30%,0.80%,1.20%Sb的锌池中浸镀0.5～5.0 min获得锌镀层,研究了锌池中添加微量锑对钢铁热镀锌的影响.利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等测试方法分析了浸镀时间、锌池中锑含量对热浸镀锌合金层组织和厚度的影响.结果表明:添加少量(0.30%以下)的锑对合金层的组织无影响,随浸镀时间延长,镀层厚度呈线性增加;当锌池中添加0.80%Sb以后,合金层组织显著改变,化合物粒子变大,镀层耐蚀性变差;锌池中以锑添加量0.10%～0.30%为佳.     

BCu68Zn 钎料表面热浸镀锡的工艺研究

目的将热浸镀工艺应用于钎料制造领域。方法在BCu68Zn钎料表面热浸镀锡,探讨工艺参数对镀锡层和钎料力学性能的影响。结果 BCu68Zn钎料镀层随浸镀时间的延长逐渐变厚,随浸镀温度的升高逐渐变薄,随提升速度的增加逐渐变厚;BCu68Zn钎料界面层随浸镀时间的延长逐渐变厚,随浸镀温度的升高逐渐变厚;热浸镀锡后的BCu68Zn钎料的抗拉强度和延伸率随浸镀时间的延长有一个降低→升高→降低的趋势,随温度的升高这种趋势变得更为明显。结论1.80的BCu68Zn钎料最佳助镀工艺是助镀剂为Zn Cl2(120~160 g/L)、NH4Cl(120~160 g/L)的水溶液,助镀温度为70~80℃,助镀时间为5 min。     

化学镀Ni-Cr-Cu-P合金工艺研究

化学镀镍磷合金镀层的耐蚀性已很难满足现代工业日益提高的防腐蚀要求,为提高其综合性能,拓宽应用范围,在化学镀镍磷合金液中加入硫酸铜和氯化铬制备镍铜铬磷四元合金镀层,优选出最佳工艺条件为:15 g/L硫酸镍,40 g/L次磷酸钠,0.2 g/L硫酸铜,0.5 g/L钼酸钠,0.5 mg/L稳定剂(由含氮有机化合物或含碘化合物配制而成),40 g/L配位剂(以一种多羟基羧酸作主配位剂,一种多元羧酸作辅助配位剂),20 g/L乙酸钠,10 g/L三氯化铬,表面活性剂(聚乙二醇和含氟表面活性剂) 适量,pH值4.0～5.0,温度80～90 ℃,时间20 min.研究了镀液中主要成分和工艺条件对合金镀层外观、沉积速度、耐蚀性的影响.检测了化学镀Ni-Cu-Cr-P合金镀层的性能,镀层中含8%～9%Cr,2%～3%Cu,78%～85%Ni.结果表明,所得的镍铜铬磷四元合金镀层结晶细致,达镜面光亮,其耐蚀性、孔隙率和硬度等性能均优于化学镀镍磷合金层.     

Mg2B2O5晶须增强AZ91D镁基复合材料表面Ni-P-SiC化学镀层的耐蚀性与SiC含量的关系

有关Ni-P-SiC复合镀层耐蚀性的研究不多.为此,在Mg2B2O5晶须增强AZ91D镁基复合材料表面化学镀Ni-P-SiC层.采用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、电化学方法研究了镀液中纳米SiC含量对镀层表面形貌、成分、耐蚀性、结合力的影响.结果表明:纳米SiC颗粒的加入细化了镀层晶粒,造成了镀层疏松,随着镀液中SiC浓度的增加,复合镀层的耐蚀性逐渐降低,但对基体仍有保护作用,SiC浓度为2g/L时耐蚀性较佳,且镀层与基体结合良好.     

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。     

纳米TiO_2对硼酸镁晶须增强镁基复合材料表面Ni-P化学镀层形貌及耐蚀性能的影响

目前,对镁基复合材料表面能否得到耐蚀性优良的Ni-P-Ti O2复合镀层研究不多。为了提高镁基复合材料的耐蚀性,在硼酸镁晶须增强AZ91D镁基复合材料表面制备了Ni-P化学镀层和Ni-P-纳米Ti O2复合化学镀层。采用扫描电镜(SEM)观察镀层表面形貌,用电化学方法研究了镀层的电化学性能,并分析了添加纳米Ti O2对镀层耐蚀性的影响。结果表明:施镀2 h后,Ni-P-Ti O2镀层厚度约为12μm;与Ni-P镀层相比,纳米Ti O2颗粒的加入细化了镀层晶粒,同时造成了镀层疏松,镀液中Ti O2浓度为2 g/L时得到的复合镀层的自腐蚀电位为-0.8 V,耐蚀性降低,但仍对基体有保护作用。     

钢材热浸镀低铝含量锌铝合金层的形成、影响因素及性能评价

热浸镀低铝含量锌铝合金的耐蚀性优良,铝含量对锌铝合金镀层的性能有较大影响。总结了热浸镀锌铝合金镀层的组成,对热浸镀锌铝合金低铝含量时镀层的形成过程进行了描述,分析了钢中Si,Mn,P等常规元素对锌铝合金镀层中Fe-Al金属间化合物形成的影响;阐述了热镀锌铝合金层的工艺特点及性能评价方法;指出了今后热镀锌铝系多元合金层的研究方向。     

稀土在金属表面处理工艺中的应用技术(6)——稀土热浸镀锌

稀土在热浸镀锌工艺中的应用包括2个方面:热镀锌工件下锌锅前助镀时加入助镀剂中;加入熔融锌液中进行热浸镀锌.对这2个方面的应用试验表明,稀土在热浸镀锌工艺中的应用可以改善镀锌液的流动性,减少工件的上锌量,避免和减少厚边的产生;能净化热镀锌液,减少锌瘤和锌灰的产生,降低锌的无效损失;能提高钢铁件表面对锌的吸附性和结合力,提高热镀锌工件的整体耐腐蚀性和表面光洁度.同时简要介绍了稀土热镀锌的实际使用操作技术和注意事项.     

添加PVDF粒子的Ni-P化学复合镀层的耐腐蚀性能

单一镀层难以满足实际要求,复合镀层则可以在较苛刻的条件下服役.在化学镀Ni-P合金镀液中添加聚偏象二乙烯(PVDF)粒子制得了Ni-P/PVDF复合镀层,研究了复合镀层的形貌,并探讨了PVDF的添加量对镀层耐腐蚀性能的影响.结果表明:基拙镀液中加入PVDF粒子后,获得的Ni-P/PVDF复合镀层表面均匀、致密,耐蚀性优于基材和Ni-P合金镀层;随着PVDF添加量的增加,Ni-P/PVDF复合镀层的耐蚀性先增强后减弱,当PVDF的添加量为3.0g/L时,复合镀层的耐蚀性最好.     

热浸镀新型高耐蚀锌合金镀层的成分设计及试验研究

为了开发出低成本高耐蚀性合金镀层,通过对新型合金镀层成分进行正交试验设计,在冷轧钢板、热轧钢板及角钢表面通过热浸镀制备不同成分的锌合金镀层,对镀层的锌液流动性、锌灰质量、可镀性、耐蚀性进行了试验研究。结果表明:添加Mg、Ni、Al和V的合金镀层耐蚀性普遍优于传统镀锌和镀Zn-Ni-V合金镀层,Mg对于耐蚀性的影响最显著,Al和Mg元素对合金镀层可镀性的影响最大,在试验含量范围内Ni和V含量对合金镀层可镀性的影响不显著,新型高耐蚀性锌合金镀层成分中各元素的优化水平组合为Mg含量0.3%~0.5%,Al含量≤0.02%,Ni含量0.06%、V含量0.04%。     

热浸镀锌助镀工艺的研究与应用

热镀锌层质量及热镀锌过程中的锌耗成本与热镀锌的助镀工艺密切相关.通过对热镀锌助镀工艺的研究,阐述了热镀锌助镀作用机理,给出了钢铁制件热镀锌时助镀液的有效成分范围及工艺参数为:氯化锌铵200～400 g/L,铵锌比1.2～1.6,w(氯化亚铁)＜1%,pH值4～5,温度60～80 ℃,并分析了助镀液浓度、成分配比、铁盐含量、pH值和温度等因素对热镀锌的影响.结果表明,要获得良好镀锌质量及较低的生产成本,必须对热镀锌助镀液成分及工艺条件进行严格控制.