鍍鋅墨綠色鈍化工藝的研究.pdf

1、鋼鐵是日常生活中應(yīng)用最為廣泛的金屬材料，但鋼鐵的腐蝕卻給我們帶來(lái)了巨大的損失。目前，鋼鐵表面鍍鋅后再進(jìn)行鈍化處理是工業(yè)上針對(duì)鋼鐵表面防腐最常用的技術(shù)。但電鍍工藝中應(yīng)用的氰化物有劇毒而火堿又嚴(yán)重破壞土壤的pH值，對(duì)人身健康和環(huán)境造成巨大的傷害，環(huán)境友好型鋼鐵表面防腐處理技術(shù)的研究迫在眉睫。本研究課題探索的鈍化工藝，是與氯化鉀鍍鋅工藝相配伍的，該工藝是電鍍生產(chǎn)中為數(shù)不多的綠色環(huán)保工藝之一，與環(huán)境和諧友好，一直備受推崇，可謂綠色電鍍。

2、 在四酸溶液體系中，加入穩(wěn)定劑及調(diào)色劑，對(duì)鍍鋅鋼板進(jìn)行墨綠色鈍化處理。研究了溶液成分、濃度、溫度、pH值、鈍化時(shí)間等因素對(duì)鈍化膜性能的影響，確定了最佳鈍化液組分及工藝條件。 用掃描電子微鏡觀察了鈍化膜的微觀形貌；用能譜儀測(cè)定了鈍化膜的元素成分及含量；用X射線(xiàn)光電子能譜研究了鈍化膜的元素組成及化學(xué)狀態(tài)；用X射線(xiàn)衍射儀分析了鈍化膜的物相組成；用極化曲線(xiàn)、交流阻抗等電化學(xué)方法和中性鹽霧試驗(yàn)，研究了鈍化膜的耐腐蝕性能和腐蝕機(jī)理。

3、 墨綠色鈍化液組分及工藝條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)表明，鈍化液組分最佳范圍是：鉻酐30 g/L、磷酸11ml/L、硫酸6ml/L、硝酸4ml/L、穩(wěn)定劑4ml/L、調(diào)色劑10ml/L，最佳工藝條件為：溶液pH值1～1．5、鈍化液溫度20～30℃、鈍化時(shí)間35～60s。 SEM觀察表明，轉(zhuǎn)化膜表面較為均勻平整。EDS分析顯示，轉(zhuǎn)化膜主要由Cr、D、P、S、N、Zn組成，膜中還含有少量的Fe。 XPS分析結(jié)果表明，鈍化膜由Cr、D、P

4、、N、Zn元素組成，并可能以Cr（OH）3、CrOOH、Cr2O3、CrO3、ZnO、Zn3（PO4）2·4H2O、H2O化合物的形式出現(xiàn)在鈍化膜中。 XRD分析結(jié)果表明，除了Zn晶體（鍍鋅層）以外，還出現(xiàn)了其它的物質(zhì)，它們分別是CrPO4、Cr（OH）3、CrOOH、Cr2O3、Zn（OH）2、2ZnO·CrO3·H2D、Zn3（PO4）2·4H2O、H2O和Ag。 極化曲線(xiàn)測(cè)量結(jié)果顯示，陽(yáng)極極化曲線(xiàn)具有明顯的鈍化特

5、征，陽(yáng)極極化度明顯大于陰極極化度，表現(xiàn)為陽(yáng)極控制型。轉(zhuǎn)化試樣的腐蝕電位較未鈍化試樣明顯正移，腐蝕電流密度大幅降低。 EIS研究結(jié)果顯示，Nyquist譜圖表現(xiàn)為較為完整的容抗弧，腐蝕體系受電化學(xué)控制。 經(jīng)本文研究的最優(yōu)工藝處理的鈍化試樣，外觀呈現(xiàn)墨綠色，色澤均勻，通過(guò)掃描電鏡顯示，試樣表面形成了均勻致密的鈍化膜。中性鹽霧試驗(yàn)達(dá)400小時(shí)，腐蝕速率較五彩鈍化膜大大降低。附著力測(cè)試擦拭次數(shù)達(dá)100次之多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)標(biāo)要求。