镀锌钢板无铬钝化研究

本文研究了镀锌钢板的无铬钝化新工艺，试验考察了单一的铈盐、BTESPT硅烷以及r-APS硅烷＋铈盐、r-APS硅烷＋BTESPT硅烷复合钝化技术，对工艺参数和条件进行了优化，并对钝化产品耐腐蚀性能进行了测定和表征。研究表明，复合钝化具有很好的协同效果。 r-APS硅烷＋铈盐钝化工艺由二次钝化组成，镀锌钢板试片先浸入室温下5%（vol）的r-APS水溶液中，5秒后取出吹干，再进行铈盐钝化(配方为：Ce(NO3)3 20g/L，H2O2 30ml/L，H3BO3 2g/L)。钝化工艺条件为：温度50~60℃、pH 1.4~1.8、浸渍时间为45~75s、固化时间（100℃下）为2h。XRD、SEM分析发现，该工艺钝化膜主要由CeO2构成，表面平整无明显缺陷。论文采用析氢、碱浸失重、中性盐雾试验对钝化试片耐腐蚀性能进行了考察，并与未钝化试片以及传统铬酸盐钝化试片进行了比较，其开始析氢时间、平均失重速率、出现白锈时间分别为：350min、0.000011g/cm2•h、72h（钝化试片）, 100min、0.000031g/cm2•h、1h（未钝化试片）, 260min、0.000016g/cm2•h、60h（传统铬酸盐钝化试片）。该工艺钝化效果优于铬酸盐钝化。电化学试验说明硅烷、铈盐复合钝化膜通过抑制腐蚀电化学反应中的阴极还原方应来降低基体金属锌的腐蚀速率。并初步探讨了该复合钝化工艺的成膜机理。 r-APS硅烷＋BTESPT硅烷复合钝化工艺采用二种硅烷钝化液钝化，镀锌钢板试片先浸入室温下5%（vol）r-APS水溶液中，5s后取出吹干，再进行BTESPT硅烷钝化。钝化液为BTESPT与95%乙醇的体积比为1: 9的醇水溶液。钝化工艺条件为：水解时间40h、成膜温度60℃、浸渍时间5s、固化时间（100℃下）3h。EDX、SEM分析发现，该工艺钝化膜中r-APS成膜及薄，表面平整无明显缺陷。析氢、碱浸失重、中性盐雾测定表明，该工艺钝化试片、未钝化试片以及传统铬酸盐钝化试片开始析氢时间、平均失重速率、出现白锈时间分别为：360min、0.000015g/cm2•h、65h, 120min 0.000033g/cm2•h、1h和300min、0.000018g/cm2•h、60h。该工艺钝化效果优于铬酸盐钝化。电化学试验说明硅烷、铈盐复合钝化膜是通过抑制腐蚀电化学反应中的阳极氧化反应来降低基体金属锌的腐蚀速率。并初步探讨了该复合钝化工艺的成膜机理。