低温快速电化学辅助磷化膜的制备及其耐蚀性

目前国内外关于电化学辅助磷化的研究报道较少。采用硫酸铜点滴试验、塔菲尔极化曲线研究了电化学辅助制备磷化膜的耐蚀性,探究电化学辅助磷化的最佳配方及工艺条件。通过单因素试验优化磷化液组分,通过正交试验优化工艺条件。结果表明,电化学辅助可以显著降低磷化温度、缩短磷化时间、减少磷化渣,优选出的磷化液组成为:5.00 g/L ZnO,13.00 mL/L磷酸(85%),20.00 g/L Zn(NO_3)_2·6H_2O,1.00 g/L酒石酸钾钠,1.00 g/L NH_4HF_2,1.20 g/L NaClO_3,5.00 g/L磷酸二氢锌,0.08 g/L CuSO_4;最优工艺参数为电流密度1.2 A/dm~2,温度35℃,通电时间7 min。最优工艺下所得磷化膜耐硫酸铜点滴试验时间达860 s;磷化时间1 min时,所得磷化膜硫酸铜点滴试验耐蚀性为61 s(远优于化学磷化的19 s),磷化膜外观均匀、致密。     

AZ91镁合金磷化液配方及优选

为了进一步提高镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能,采用锌系磷化液对AZ91镁合金进行磷化处理。采用扫描电镜及能谱仪分析磷化膜的形貌及成分;采用浸泡试验和极化曲线分析磷化膜的耐腐蚀性能。通过正交试验优选磷化液配方。结果表明:最优磷化工艺为2.0 g/L氧化锌,5 m L/L磷酸,0.2 g/L十二烷基磺酸钠,0.1 g/L酒石酸,0.2 g/L钼酸铵,0.3 g/L氟化钠,时间40 min,温度40℃,pH值2.5;优化工艺下所得磷化膜微观形貌均匀细致、厚度均匀、腐蚀失重小、腐蚀电流密度低,可有效地抑制镁合金的腐蚀。     

一种常温磷化液的研制及应用

目前已有的常温磷化液配制复杂,磷化膜的耐蚀性较中高温体系的差,且功能单一,应用受到限制。研制了一种高耐蚀性常温锌系磷化液,考察了表面调整、磷化工艺参数、后处理等对Q235钢表面磷化膜性能的影响,并确定了最佳配方及工艺参数:50~60 g/L磷酸二氢锌,60~80 g/L硝酸锌,1~2 g/L氯酸钠,1~2 g/L酒石酸,1~2g/L辅助促进剂,OP-10适量;pH值2.5,温度20~40℃,时间5 min。结果表明:该磷化液具有配制简单、成本低廉、沉渣少、膜均匀致密、耐蚀性强等特点,并且磷化液成分及工艺参数可不做调整直接应用于Nd Fe B永磁材料的磷化处理。     

常温Q235钢板磷化工艺优选

为开发环保、节能、高效的常温磷化工艺,研制了一种可在常温下磷化钢板的磷化液,并对Q235钢板进行磷化处理,采用硫酸铜点滴试验测试磷化膜的耐蚀性,考察了磷化液成分(氧化锌、磷酸二氢钠、磷酸、氯酸钾)的含量、磷化时间以及磷化次数对Q235钢板表面磷化膜耐蚀性能的影响。结果表明:磷化液主要组分的最佳用量为氧化锌25 g/L、磷酸二氢钠22 g/L、磷酸90 mL/L、氯酸钾8 g/L,此条件下常温磷化20 min时,所得磷化膜的质量最好,其硫酸铜点滴时间可达54 s;同一磷化液中,随着磷化次数的增加,磷化膜性能逐渐变差。     

中低温磷化工艺及其效果

目前,许多常温磷化液化学成分复杂,磷化温度范围窄,磷化膜质量不高.为此,研究了一种中低温磷化技术,主要成分及工艺参数:30～45 g/L磷酸二氢锌,90～120 g/L硝酸锌,10～20 g/L硝酸锰,3～6 g/L硝酸镍;总酸80～90点,游离酸2～3点,用氧化锌调节;磷化温度30～70℃,时间15 min.结果表明...     

Zn^2＋和CO^2＋对汽车件无镍常温磷化膜性能的影响

由于Ni2 污染环境,汽车磷化向无Ni或低Ni方向发展,采用扫描电镜(SEM)研究了Zn2 ,Co2 浓度对常温低锌汽车磷化膜性能的影响,对磷化液中添加不同量Co2 所形成的磷化膜做了对比试验.证实Co2 能细化磷化膜的晶粒形态,同时使磷化膜晶粒由片状向柱状转变;耐碱蚀试验表明,当Co2 从0.084g/L增加到0.420g/L时,在碱液中15min后的失重量从1.07g/m2下降到了0.60g/m2,这表明磷化液中Co2 的加入能提高磷化膜耐碱性,有利于提高随后的电泳涂膜的附着力(均达到1级)和耐冲击性能.试验证明,在汽车常温磷化中采用Co2 取代Ni是一种可行的方式.     

钢球表面磷化着亮黑色的工艺研究

成品轴承钢球表面的磷化膜一般较粗糙,为此,对含硝酸钡的磷化液在钢球表面获得亮黑色磷化膜的配方进行了试验研究.结果表明,成分为30 g/L Ba(NO3)2,10 g/L Zn(H2PO4)2,15 g/L Zn(NO3)2的磷化液,在磷化温度80～85 ℃,磷化时间10 min的条件下可在钢球表面获得膜厚为2 μm的亮黑色磷化膜,膜层抗CuSO4点蚀时间大于2 min.     

常温磷化液的研制

常规磷化液中通常含有亚硝酸钠、氟化钠等有害物质.为改善环境,选用污染小的复合促进剂,研制了一种常温锌系磷化液,并应用正交试验法得到了磷化工作液的最佳配比,考察了磷化温度、磷化时间及复合促进剂对磷化质量的影响.磷化工作液的适宜配方为:工业氧化锌5.5g/L,工业氯酸钠2.5g/L,工业硫酸镍2.6g/L,复合促进剂4.0g/L.常温下试件在该磷化液中形成的膜层CuSO4点滴试验时间＞80 s,3%NaCl溶液浸渍时间＞6 h,室内挂片60d无明显锈蚀.     

铝合金高耐蚀复合钝化膜的制备及性能

为实现高速铁路铝合金车体无涂装处理,开发了铝合金低温无铬复合钝化处理工艺,并通过中性盐雾试验、人工加速老化试验、耐酸、耐硫酸铜点滴试验及硬度测试考察了钝化膜的性能。通过正交试验优选出钝化液最佳配方:3.0g/LH_2TiF_6,2.0g/LK_2ZrF_6,2.0g/LNaF,10.0g/L硫酸盐,4.0g/L有机酸N;通过单因素试验研究了工艺参数对膜层外观和耐蚀性的影响,获得最佳钝化工艺参数为:pH值3.5~4.5,温度常温,钝化时间1.0~2.0min。最后将钝化膜在硅烷和水性氟碳树脂的混合溶液中于20~30℃下封闭90~150s并作不同干燥处理。结果显示:封闭后的复合钝化膜自然晾干时耐中性盐雾380h,经热风60℃干燥20min后耐中性盐雾时间可达500h,大大提高了膜层的耐蚀性能。     

低温锌系磷化新T艺

为了克服传统锌系磷化工艺的诸多缺点,在传统的锌系磷化液中加入马丙共聚物和铜脲配位化合物,通过正交试验优选出了一种环保、单组分、低温无渣的新型磷化工艺,并将此工艺制得的磷化膜的性能、形貌、成分与普通锌系磷化膜进行比较。结果表明:最佳的新型磷化工艺为1.0 g/L铜脲配位化合物,1.5 g/L氧化锌,15.0mL/L磷酸,10.0 mL/L马丙共聚物,磷化时间15 m in,磷化温度20℃;最佳工艺时磷化液游度酸度8点,总酸度30点;新型工艺制得的磷化膜为均匀致密的球状结晶,耐蚀性、漆膜附着力、抗冲击力均优于普通锌系磷化膜。     

铜粉表面磷化工艺优选

为提高铜粉的抗氧化性能,以氧化锌、磷酸、硝酸配制磷化液,通过单因素试验进行铜粉磷化工艺优选,采用扫描电镜、X射线衍射仪、激光粒度仪及烧结试验等研究了磷化液成分、磷化时间、磷化温度对所得磷化铜粉形貌、粒径和抗氧化性能的影响。结果表明:铜粉磷化后在150℃时抗氧化性得到较大改善,在300~400℃之间的抗氧化能力明显提高,但在400℃时,铜粉的抗氧化能力改善相对较小;磷化的最佳工艺为A磷化体系(8 g Zn O,14 m L HNO3,7 m L H3PO4,250 m L H2O)、磷化温度65℃、磷化时间40 min;最佳条件下磷化,能够获得粒径分布更均匀、分散性和抗氧化性更好的类球形铜粉。     

中温磷化技术在钢管塑性加工中的应用

为进一步促进中温磷化技术在钢管塑性加工中的应用,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、湿热试验箱、硫酸铜点滴试验法和退膜法对中温磷化处理的钢管的耐蚀性能进行了分析,确定了最佳的中温磷化工艺.研究表明,最佳的中温磷化工艺参数为:总酸度30～40 mg/L,游离酸度4.2～5.4 mg/L,促进剂浓度3～4 mg/L,磷化温度70℃,磷化时间10 min;通过最佳中温磷化工艺所制备的钢管磷化膜结晶致密,晶粒尺寸均匀,磷化膜主要成分为Zn2Fe(PO4)·4H2O,磷化膜重可达到7.42 g/m2,磷化膜层平均厚度为3.0 μm;钢管耐硫酸铜腐蚀时间超过300 s,耐湿热性能显著提升.     

金属拉丝用低温快速磷化液的研制与应用

为改善高碳盘条焊接区的拉丝性能,通过优选试验,研究了低温快速磷化工艺与磷化液配方,并进行了试生产.获得的较优磷化工艺条件为: 55～ 65 g/L Zn(H2PO4)2*2H2O, 70～ 85 g/L Zn(NO3)2*6H2O,4～6 mL/L浓H3PO4,0.2～0.4 g/L氧化剂(NaNO2),0.5 g/L稳定剂(有机氮化合物),1.0 g/L促进剂(稀土硝酸盐),磷化温度(40±2) ℃.磷化前磷酸表面活化时间10 s.试验结果表明,经过快速磷化处理的样品,起始摩擦系数较低(0.15以下),4 min时仍与正常磷化处理相当(低于0.2),此后随磨损时间的延长而缓慢增加,12 min后仍在0.4以下;盘条焊接区经快速磷化处理后,拉拔过程中不产生表面横向裂纹.     

清洁型常温锌系磷化液研究

为使磷化实现清洁生产,开发了一种用于钢铁表面涂装前处理的清洁型常温锌系磷化液,实现了磷化液的所有分子均能参加成膜反应且产物为磷化膜、水、沉渣或在磷化膜干燥过程中挥发的设计思路.该磷化液不含亚硝酸盐、重金属(除锌外),在3～40℃下快速磷化可生成膜重≥0.90g/m2、耐CuSO4溶液点滴时间达160 s的彩色磷化膜.磷化前免表面调整,磷化后免水洗.     

钢铁的中温磷化工艺

采用正交试验法优选磷化液的添加剂,得到了生耐蚀性较好的锌钙系中温磷化配方。研究了游离酸度、总酸度、磷化时间、磷化温度对膜耐蚀性的影响并总结了该配方的最佳工艺条件。     

3种常温磷化促进剂的作用及其协同效应

常温磷化无毒、节能,但成膜速度慢,且膜的耐蚀性能差。为此,在传统的常温磷化液中加入3种促进剂,运用扫描电镜、退膜法、硫酸铜点滴试验、电化学测试等手段,对磷化膜表面形貌、膜重、耐蚀性能等进行了测量,研究了3种促进剂在常温磷化中的促进作用及机理,分析促进剂之间的协同效应,优选出加速效果比亚硝酸盐更好的复合促进剂(1.0g/L氯酸钠,0.5g/L3-硝基苯磺酸钠,1.0g/L硫酸羟胺)。结果表明:3种促进剂在常温下均能促进磷化膜形成,但促进机理不同;优选复合促进剂具有很好的协同效应,能加快成膜速度,形成均匀、致密、耐蚀性优良的磷化膜,且磷化过程不会分解出有毒气体NOX,完全可以取代亚硝酸盐。     

用于锌铁合金和锡表面的常温黑色钝化工艺

通过单因素试验,获得了用于锌铁合金和锡表面共同着黑色膜的常温化学钝化方法,优选出的最佳工艺参数为:40.0～50.0 g/L CuSO4·5H2O,3.0～5.0 g/L NaOH,9.0～10.0 g/L HCOOH,30.0～35.0g/L CrO3,0.1～0.3 g/L HCHO,0.2～0.3 g/L H3PO4,pH值1.5～2.0,钝化温度15～25 ℃,钝化时间8～12min.且采用该钝化液获得的钝化膜油黑发亮,色泽均匀,耐蚀性及耐磨性好,附着力强.该钝化液中采用非银盐发黑剂,污染小,且化学性能稳定,使用寿命长.     

钕铁硼磁性材料磷化过程电位影响因素研究

为了研究钕铁硼磁性材料的磷化机理,并研制钕铁硼磁性材料的磷化剂,应用电化学方法研究了游离酸度、温度、促进剂、表面活性剂对钕铁硼磁性材料磷化动力学行为的影响.结果表明,钕铁硼磁性材料磷化动力学的过程分为:金属阳极溶解→钝化→金属阳极溶解→磷化成膜4步;所形成的化学转化膜并非单一的磷化膜,而是磷化和钝化的混合膜;游离酸度、温度以及促进剂对钕铁硼磷化影响较大,过高的游离酸度(高于4.8)和温度(高于40 ℃)将改变其磷化动力学的过程,使磷化难以成膜或膜层粗糙;促进剂能加速磷化的进行,但氧化性过强的促进剂(氯酸钠)只能增强钕铁硼磁性材料表面的钝化,而不能形成磷化膜.通过正交试验法,确定了钕铁硼常温磷化液的最佳配方和工艺条件:磷酸二氢钠 50 g/L,磷酸 12 mL/L,钼酸钠 0.5 g/L,促进剂 -N 0.2 g/L,阴离子表面活性剂 1.5 mL/L, FA 1.5点,TA 51点,温度 30 ℃,时间 5 min.所得磷化钝化膜薄而致密,耐腐蚀性能优异.     

纳米Al2O3增强磷化膜耐磨性的研究

将α型纳米Al2O3加入到磷化液中,选择合适的分散剂,在一定的温度范围内进行磷化,通过共沉积使纳米材料包裹在磷化膜层中,以达到改善磷化膜质量、提高膜层性能的目的.研究了磷化温度、时间、分散剂和纳米用量及酸度调节剂Na2CO3 对反应的影响,通过正交试验得出最优磷化工艺参数为:18.0 g/L ZnO,1.0 g/L Ni(NO3)2,16 mL/L HNO3, 3.0 g/L Ca(NO3)2,28.5 mL/L H3PO4,5.0 g/L Mn(H2PO4)2,2.0～5.0 g/L 柠檬酸,1.0～5.0 g/L 酒石酸,3.0～5.0 g/L 复合促进剂,11.0 g/L Na2CO3,4.0 g/L α型纳米Al2O3 ,分散剂A 2.5 g/L,磷化温度80 ℃,磷化时间12 min.经X射线、扫描电镜、电子探针等测试分析发现,加入的α型纳米Al2O3在磷化膜层中基本均匀分布.用细纱纸摩擦法测试磷化膜的耐磨性,发现加入α型纳米Al2O3的磷化膜耐磨性明显增强.     

羟胺低温磷化

为解决当前磷化工艺中存在的高温、多渣等不足,通过羟胺类低温磷化促进剂与其他传统磷化促进剂相复配,采用正交试验的方法研究了一种新型的低温磷化工艺.试验结果表明,羟胺具有优异的促进作用,硫酸羟胺是较好的室温促进剂,单独使用时的最低用量为5 g/L,与氯化钠配合使用可大大降低其有效用量,最低成膜浓度2 g/L,并能改善膜层的耐碱性.最佳磷化配方为:ZnO 10 g/L,HNO3 10 mL/L,H3PO4 15 mL/L,HAS 2 g/L, NaClO3 1.0 g/L,有机酸3.0 g/L钼酸钠0.04 g/L,促进剂A适量;酸度比 7～12;pH值 1～2;磷化时间 15～20 min;磷化温度 30 ℃.磷化膜均匀呈灰黑色,膜重8～12 g/m2,硫酸铜点滴≥130s.