3.3.3 EIS测试
(3)不同钝化液得到的钝化膜的电化学阻抗谱的测试不同钝化液 得到的钝化膜的电化学阻抗谱的测试,如图6所示。
4.结论
1.三价铬彩色钝化工艺组分比较简单,适 用于碱性镀锌层的钝化处理。 2.钝化膜表面均匀,色泽鲜艳,耐蚀性好。 3.进行封闭处理可以提高膜的阻抗,降低 腐蚀电流密度,提高耐蚀性能,是较理想 的替代六价铬钝化的新工艺。
1.前言
背景
六价铬钝化是 目前应用最广 泛的镀锌层钝 化工艺，但是 六价铬钝化液 中的六价铬化 合物具有高毒 性和致癌性， 导致很多的不 安全性。因此 必须寻找一种 毒性低、性能 上与六价铬钝 化液接近的钝 化工艺来替代 它。
发展状况
从国内发展 来看,早期三 价铬钝化开 发是基于环 保对废水排 放的限制,但 其耐腐蚀性 能相对较差, 外观质量不 好,因而未得 到工业化应 用。
3.2钝化液成分及工艺条件的影响
(7)钝化时间 钝化时间取决于钝化液中各成分的含量、温度和pH值,一般0.5~1.5 min,还可以根据所需要的色彩来控制时间。 (8)封闭工艺对钝化膜性能的影响 与六价铬钝化膜相比较,三价铬钝化膜没有自愈能力。为了弥补这个缺 陷,钝化后需要进行封闭后处理,使之生成更耐久的保护膜。常用的封闭工 艺有硅酸盐系封闭、有机漆封闭、硅烷基封闭。最近的报导也有提出使 用纳米级的封闭剂。初步试验了一种硅烷基和植酸两种物质的封闭剂,对 其进行了初步的筛选,以及使用上的探讨。钝化膜经封闭剂处理后可以提 高其耐蚀性能。
3.3.2
塔菲尔曲线的测试
(1)有无钝化膜的镀锌层的塔菲尔曲线测试结果 ,如图1所示。
3.3.2
塔菲尔曲线的测试
(2)封闭后钝化膜的塔菲尔曲线测试封闭后钝化膜的塔菲尔曲 线测试结果,如图2所示。
3.3.2 塔菲尔曲线的测试
(3)不同钝化液得到的钝化膜的塔菲尔曲线不同钝化液得到的钝化 膜的塔菲尔曲线测试结果,如图3所示。
3.3测试结果
3.3.1中性盐雾试验
(1)有无钝化膜的镀锌层盐雾试验有无钝化膜的镀锌层中 性盐雾试验结果,如表1所示。
3.3.1中性盐雾试验
(2)封闭后钝化膜的盐雾试验不同封闭工艺的钝化膜 的中性盐雾试验结果,如表2所示。来自3.3.1中性盐雾试验
(3)不同钝化液得到的钝化膜的盐雾试验使用不同钝化液得 到的钝化膜的盐雾试验结果,如表3所示。
(4)催化剂 催化剂的作用主要影响钝化膜的外观与耐蚀性。催化剂的质量浓度在 4~15 g/L时,钝化膜的表观形貌都很好。在工艺范围内过渡金属的浓度越 高,钝化膜越厚,颜色越深。当低于2 g/L时,钝化膜颜色较淡,膜不均匀;但高 于17 g/L时,钝化膜有白斑和灰色。 (5)钝化液温度 钝化液温度在20~35℃之间均可得到彩色钝化膜。随温度的提高可生 成不同色泽的彩色钝化膜,最佳温度为32℃。钝化液温度太低,钝化时间 过长,而且色泽淡;温度过高,钝化时间不易控制。 (6)钝化液pH值 钝化液pH值控制在1.8~2.3之间,都可以得到良好的钝化膜。pH值低于 1.6,镀锌层溶解过快;pH值高于2.5,钝化时间过长,甚至不成膜。
3.1最佳工艺配 方(HWD工艺)
3.3测试结果
3.结果与 讨论
3.2钝化液成 分及工艺条 件的影响
3.1最佳工艺配方(HWD工艺)
3.2钝化液成分及工艺条件的影响
(1)三价铬盐 三价铬盐的质量浓度在35~70 g/L之间,均可得到彩色钝化膜。三价铬 盐浓度的高低,影响钝化膜的厚度及色泽。在工艺范围内三价铬盐浓度越 高,钝化膜厚度越厚,色泽越浓,膜表面越均匀。三价铬盐的质量浓度为60 g/L时能得到最佳钝化膜;当三价铬盐的质量浓度超过75 g/L时,钝化膜表 面粗糙,钝化膜变暗,有暗纹或白斑;三价铬盐的质量浓度低于30 g/L时,钝 化时间过长,而且膜的色泽很淡;过低时得不到彩色钝化膜。 (2)硝酸盐 硝酸盐是氧化剂,与锌镀层反应生成锌离子,促使钝化膜的形成。硝酸 根对锌镀层有一定的出光作用,可提高钝化膜的光亮性。硝酸盐的质量浓 度为12g/L时,钝化膜的光泽和其它表观形貌最优。硝酸盐的质量浓度超 过30g/L时,得到的钝化膜表观形貌变差;低于5 g/L时,钝化膜不光亮。
镀锌层的三价铬彩色钝 化工艺的研究
制作人：杨梅
目录
内容1
摘要 前言
内容2
内容3
实验
内容4
结果与讨论 结论
内容5
1.三价铬钝化在许多 方面具有与六价铬钝 化类似的性质,而毒 性只有六价铬的百分 之一
3.并对彩色钝化膜进行 了Tafel曲线测试、阻 抗测试、腐蚀电流试验 和中性盐雾试验。
摘要
2.通过探索试验、正 交试验、单因素试验 等方法研制了一种新 型三价铬彩色钝化工 艺 4.结果表明,彩虹色钝化膜 具有良好的耐蚀性,96 h中 性盐雾试验没有出现白锈。
(3)酒石酸盐或柠檬酸盐 酒石酸盐或柠檬酸盐是配位剂,控制成膜的速率和钝化液的稳定性。其 质量浓度为15~25 g/L时,钝化膜的质量都不错。当低于12g/L时,钝化膜色 泽暗淡;但高于30g/L时,钝化膜很薄,色泽极淡,且膜层不均匀;当其质量浓 度为20 g/L时,钝化膜的表观形貌最佳
3.2钝化液成分及工艺条件的影响
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2.1试验方法
试验是在低碳钢片上进行碱 性锌酸盐镀锌,再钝化处理。 探索性试验、正交试验、单 因素试验、对比试验 点滴试验、中性盐雾试验、 试
2.实验
2.2研究方法
2.3测试方法 塔菲尔曲线的测试、EIS测
2.2 研究方法
探索性试验 正交试验、 单因素试验 对比试验
2.3测试方法
2.3.1 点滴试验 配制50 g/L醋酸铅溶液,滴1~2滴于钝化后的试样表面,观察试样 表面颜色的变化,直至试样表面出现明显的黑色点。每个试样变色时 间用4个测试点的平均值表示。 2.3.2 中性盐雾试验 用盐雾试验时间评价钝化膜的耐蚀性。耐盐雾试验的时间为开始 试验至试样出现白色腐蚀产物的时间。 2.3.3 塔菲尔曲线的测试 用电化学工作站CHI 660A进行Tafel测试,测极化曲线,并拟合钝化 膜的腐蚀电位及腐蚀电流。 2.3.4 EIS测试 用Gamary电化学工作站进行EIS测试,比较钝化膜的阻抗。
3.3.3 EIS测试
(1)有无钝化膜的镀锌层的电化学阻抗的测试有无钝化膜的 镀锌层的电化学阻抗测试结果,如图4所示。
对有无钝化膜的镀锌层电化学阻抗谱的测试,以比较阻抗的大小,其阻 抗:|Z|=1/2(Z′2+Z′′2)。阻抗越大,其耐蚀性越好。
3.3.3 EIS测试
(2)封闭后钝化膜的电化学阻抗谱的测试不同封闭工艺的钝化膜 的电化学阻抗谱的测试结果,如图5所示。
前人尚未解 决的问题
六价铬是一 种剧毒物质, 具有致癌致 畸作用,这些 缺点限制了 其进一步的 使用。三价 铬作为替代 品仍然需要 进一步提高 表面质量和 耐腐蚀性能
本报告的 新思路
本文通过探 索性试验， 正交试验， 单因素试验， 对比试验确 定具有操作 简单,安全可 靠最佳耐蚀 性的新型三 价铬彩色钝 化工艺，替 代六价铬钝 化工艺，并 将自己的研 究成果加以 总结。