鍍鋅三價鉻彩色鈍化膜的制備及成膜過程研究.pdf

1、為了提高鍍鋅鋼鐵件的耐蝕性，研發(fā)了一種適用于堿性鍍鋅和氰化鍍鋅的三價鉻彩色鈍化膜制備工藝。采用正交及單因素試驗(yàn)確定鈍化液成分及工藝參數(shù)為：Cr(NO3)3·9H2O22g/L，H2SO44.0ml/L，HNO32.2 ml/L，鈉鹽1.1 g/L，鈷鹽4.0 g/L，潤濕劑1.0 ml/L，pH值0.8~1.2，溫度維持在30±2℃，將鍍鋅零件靜置于鈍化液中反應(yīng)50s，空停10~15s后熱風(fēng)吹干，即可在鋅層表面獲得一層均勻光亮、結(jié)合力良

2、好的彩虹色鈍化膜；對膜層的耐蝕性、鈍化膜與漆膜的結(jié)合力等性能進(jìn)行測試；研究了鍍液和鈍化液中幾種常見金屬雜質(zhì)對鈍化膜質(zhì)量的影響；通過電位-時間曲線對鈍化膜生長過程進(jìn)行了研究；采用掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線光電子能譜(XPS)等研究分析三價鉻鈍化膜的表面結(jié)構(gòu)與成分分布等。結(jié)果表明：
　　三價鉻鈍化膜與航空常用漆TB06-9底漆干法結(jié)合力、濕法結(jié)合力都能達(dá)到0級；堿性鍍鋅三價鉻鈍化試樣經(jīng)過336h中性鹽霧試驗(yàn)出現(xiàn)白銹；

3、氰化鍍鋅三價鉻鈍化試樣經(jīng)過72h的中性鹽霧試驗(yàn)產(chǎn)生白銹。氰化鍍鋅層中含有較多雜質(zhì)且鍍層不新鮮，導(dǎo)致鈍化膜耐蝕性差于堿性鍍鋅三價鉻鈍化膜。
　　研究發(fā)現(xiàn)在鍍鋅及鈍化過程中，金屬雜質(zhì)Fe2+、Cu2+等對鈍化膜外觀質(zhì)量及耐蝕性有不利影響。鍍液中存在的Fe2+、Cu2+雜質(zhì)含量超過0.02g/L和0.002g/L，會導(dǎo)致鈍化膜不均勻、發(fā)黑發(fā)花甚至無彩色膜出現(xiàn)；鈍化液中的雜質(zhì)金屬離子超過Fe2+0.1g/L、Cu2+0.03g/L會導(dǎo)致鈍

4、化膜不均勻、顏色變暗甚至起粉，嚴(yán)重降低了膜層耐蝕性。
　　SEM結(jié)果顯示：堿性鍍鋅層表面光滑均勻、結(jié)構(gòu)緊湊，無明顯裂紋；鈍化膜表面平整，散亂且無規(guī)律分布著大量裂紋，由截面形貌可知，這些微裂紋僅分布于鈍化膜表面，并未貫穿整個膜層，微裂紋的存在有助于提高鈍化膜與漆膜的結(jié)合力；EDS結(jié)果表明：鈍化膜裂紋處及平整處含有相同元素 Zn、O、Cr，且各元素的含量基本一致。
　　成膜過程按電位隨時間變化可分為：鋅層的溶解、膜層迅速生長、膜

5、層緩慢生長和膜層生長與溶解平衡四個階段。XPS結(jié)果表明：鈍化膜主要含有Cr、O、Zn以及少量的 Co等元素，按其成分分布狀態(tài)可分為內(nèi)、外兩層，以鈍化膜約350nm為分界處。外層的鈍化膜成分分布較均勻，各元素含量幾乎沒有較大變化，主要由Cr(OH)3、Zn(OH)2、Cr2O3、ZnO以及少量Co(OH)2、CoO等；與外層相比，內(nèi)層鈍化膜中Zn含量增加，Cr、O和Co的含量降低，膜層主要由Cr2O3、Cr(OH)3、ZnO和少量的Co(