清洁型常温锌锰系磷化液研究

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锰系磷化液，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物的设计思想.该磷化液不含亚硝酸盐、重金属，在3-35℃下快速磷化可生成膜重约1.1 g/m^2，耐CuSO4溶液腐蚀时间达72-145 s的彩色磷化膜.磷化前免表面调整，磷化后免水洗.

钡盐改性清洁型常温锌锰系磷化液

Q235钢铁试片在磷酸、氧化锌、硝酸锰、钼酸铵、硝酸钡等组成的钡盐改性锌锰系磷化液中常温快速磷化后,自然干燥3 h以上,生成了免水洗的彩色磷化膜。用SEM和EDS对磷化膜进行形貌和元素含量分析。结果表明,免水洗的磷化膜由铁、锌、锰、钡的磷酸盐及少量的钼酸盐等组成,膜晶粒尺寸≤3μm,膜连续、致密,膜重约1.1 g/m2,耐3%的NaCl溶液腐蚀约2.5 h,喷涂铁红环氧底漆后附着力达到一级。

锌锰系磷化膜硅烷封闭工艺研究

通过单因素对比实验研究了不同硅烷偶联剂和添加剂对磷化膜封闭的影响,并利用加速腐蚀试验方法和电化学测试技术对硅烷封闭的磷化膜进行了性能测试。结果表明,采用3%硅烷偶联剂KH-560,5g/L硝酸铈的封闭液对锌锰系磷化膜封闭处理后,磷化膜中性盐雾试验72h未见腐蚀。极化曲线测试表明阴阳极过程都受到抑制,且经硅烷封闭的磷化膜自腐蚀电流明显降低。

辅助促进剂对建筑结构钢锌锰系磷化膜耐蚀性的影响

分别向磷化液中添加柠檬酸钠、钼酸钠、硝酸镨作为辅助促进剂,选取常用的建筑结构钢Q345作基体制备锌锰系磷化膜,研究不同类型辅助促进剂对磷化膜的微观形貌、成分、厚度和耐蚀性的影响。结果表明:添加不同类型辅助促进剂制备的磷化膜表面平整度和致密性相比于基础磷化膜明显改善,耐蚀性有不同程度的提高。柠檬酸钠、钼酸钠和硝酸镨对磷化膜的成分和厚度影响不太显著,但辅助促进剂的添加能加快成膜速率。硝酸镨吸附在Q345钢表面能提供更多的活性成核点,促进更快成膜且结晶细致,制备的磷化膜缺陷少、致密性较好,其电荷转移电阻、阻抗模值和耐点蚀时间分别达到2964Ω·cm^(2)、7931.6Ω·cm^(2)、172 s,无论形貌还是耐蚀性都好于添加柠檬酸钠和钼酸钠制备的磷化膜。与柠檬酸钠和钼酸钠相比,硝酸镨是较佳的辅助促进剂,能更有效地提高建筑结构钢表面锌锰系磷化膜的耐蚀性。

硅酸盐封闭对45钢锌锰系磷化膜耐蚀性的影响

为提高45钢表面锌锰系磷化膜的耐蚀性,采用硅酸盐溶液浸渍的方式进行封闭。选取溶液温度、封闭时间和硅酸钠质量浓度作为因素,以磷化膜的耐硫酸铜点滴腐蚀时间作为指标,采用正交试验方法确定了各工艺参数对磷化膜耐蚀性的影响,通过直观分析法和方差分析法得到最佳封闭工艺参数,并进行了验证,同时比较了封闭前后磷化膜的微观形貌、元素成分和耐蚀性。结果表明:在75℃的10.5 g/L硅酸钠溶液中浸渍10 min所得到的最佳封闭磷化膜由Zn、Mn、P、O、Na和Si元素组成,其表面比封闭前平整、致密,具有更好的耐蚀性。

框架结构用螺纹钢中温锌锰系磷化及封闭处理

用中温锌锰系磷化工艺对螺纹钢表面处理,研究磷化时间对磷化膜的外观、微观形貌、厚度和耐腐蚀性的影响。结果表明:经不同时间磷化及封闭处理后,螺纹钢的外观呈黑灰色。随磷化时间延长,磷化膜的厚度、表面平整度和致密性均发生明显变化,耐腐蚀性先升后降。适当延长磷化时间有利于提高磷化膜的致密性,并获得较厚的磷化膜,较均匀覆盖在螺纹钢表面能有效阻隔腐蚀介质。磷化22 min获得的磷化膜较致密,达9.6μm,耐腐蚀性良好。封闭处理能进一步提高磷化膜的耐腐蚀性,有效改善磷化膜的致密性,使腐蚀阻力增大,磷化后螺纹钢在硅酸钠溶液中浸渍的封闭效果优于常规涂防锈油。

柠檬酸钠对45钢锌锰系磷化膜耐蚀性能的影响

为降低磷化液污染,同时制备出耐蚀性能良好的锌锰系磷化膜,将环保型试剂柠檬酸钠添加到磷化液中,研究柠檬酸钠浓度对45钢表面磷化膜的形貌、物相、厚度和耐蚀性能的影响。结果表明:随柠檬酸钠浓度增加,磷化膜的物相均为Zn_(3)(PO_(4))_(2)·4H_(2)O、Mn_(2)Zn(PO_(4))_(2)·4H_(2)O和Zn_(3)Fe(PO_(4))_(2)·4H_(2)O相,但宏观和微观形貌明显变化,厚度先增后降,导致耐蚀性能先提高后下降。柠檬酸钠浓度为2 g/L时制备的锌锰系磷化膜色泽均匀且较致密,厚度最大,达8.8μm,电荷转移电阻和膜层电阻较45钢都提高了约2.6倍,表现出良好的耐蚀性能。适当增加柠檬酸钠浓度能提高磷酸盐晶体形核率,促进磷化膜结构致密,阻挡腐蚀介质侵蚀,对45钢起到较好的防腐作用,有效延缓腐蚀进程。

建筑结构用Q235钢超声波辅助锌-锰系磷化处理及耐蚀性研究

为有效提高建筑结构常用Q235钢的耐蚀性,采用锌-锰系磷化工艺对Q235钢进行表面处理,并在磷化过程中引入超声波。测试并分析了不加超声波以及施加超声波获得的锌-锰系磷化膜的物相、厚度、腐蚀前后的形貌特征及耐蚀性,同时探讨了施加超声波对锌-锰系磷化膜的影响机理。结果表明:在一定范围内超声波功率提高有利于提高形核密度并缩短成膜诱导期,在相同时间内获得缺陷少、较厚且表面致密性较好的锌-锰系磷化膜,表现出良好的耐蚀性。但超声波功率过高的情况下成膜速度变慢,锌-锰系磷化膜中缺陷增多,导致耐蚀性变差。超声波功率为120 W获得的锌-锰系磷化膜表面致密性最好,厚度达到11.8μm,其耐蚀性明显优于不加超声波获得的锌-锰系磷化膜,腐蚀电流密度相比于Q235钢降低了超过一个数量级,能对Q235钢起到理想的防护作用。

超声波辅助锌-锰系磷化处理对45钢法兰形貌与耐腐蚀性能的影响

为减轻45钢法兰表面锈蚀,对法兰进行锌-锰系磷化处理,并在磷化过程中辅助超声波震荡。表征了磷化处理后法兰的宏观形貌和微观形貌,分析了磷化膜表面元素组成,并测试了未经磷化处理法兰和磷化处理后法兰的耐腐蚀性能。结果表明:磷化处理后法兰呈均匀一致的深灰色,表面致密,晶粒呈棒状和条状。磷化膜的厚度约13.4μm,元素组成主要为Zn、P、O和Mn,各元素在磷化膜中呈较均匀分布。磷化处理后法兰的耐腐蚀性能明显优于未经磷化处理法兰,盐雾试验48 h后,磷化处理后法兰的锈蚀面积较小,另外其腐蚀电位、腐蚀电流密度和低频区的阻抗值等指标也较好。

40Cr钢表面锌-锰系磷化膜的制备与耐腐蚀性能研究

采用中温锌-锰系磷化工艺,按照三因素四水平正交试验方案,在40Cr钢表面制备了16种锌-锰系磷化膜。通过硫酸铜点滴实验,测试了磷化膜的耐腐蚀性能,进行了最优工艺参数的筛选。分析了最优工艺条件下制备的磷化膜的元素组成,并观察了最优磷化膜和40Cr钢浸泡腐蚀前后的形貌。结果表明,正交试验极差分析得到各因素对磷化膜耐硫酸铜点滴时间影响的主次顺序为:磷化液温度>磷化时间>表调时间。当表调时间为30 s、磷化时间为25 min、磷化液温度为65℃时,磷化膜的耐硫酸铜点滴时间最长,耐腐蚀性能最好。最优磷化膜主要由Zn、P、Mn、Fe和O元素组成,Zn元素含量最高,约为38%;最优磷化膜浸泡腐蚀前后的形貌变化不大,能有效减轻40Cr钢的腐蚀程度。

促进剂对电气柜用冷轧板常温锌-锰系磷化膜耐蚀性的影响

通过添加亚硝酸钠或硝酸镥作为单一促进剂或两者复配制备复合促进剂对常温锌-锰系磷化液加以改进,并使用改进的磷化液在不同温度下进行实验。比较了使用单一或复合促进剂获得的磷化膜的形貌质量和耐蚀性,同时研究了温度对使用复合促进剂获得的磷化膜的形貌质量和耐蚀性的影响。结果表明:使用复合促进剂(亚硝酸钠1.5 g/L+硝酸镥0.04 g/L)获得的磷化膜耐蚀性明显好于使用亚硝酸钠(1.5 g/L)或硝酸镥(0.04 g/L)作为促进剂获得的磷化膜,其主要原因是复合促进剂能更好地促进磷化成膜,获得了比较致密、平整度较好的磷化膜。温度对使用复合促进剂获得的磷化膜的形貌质量和耐蚀性有较大影响,随着温度从15℃升高到30℃,磷化膜的致密度明显改善,表面粗糙度从0.36μm下降到0.28μm,其耐蚀性逐步提高。采用改进的常温锌-锰系磷化液在合适温度下可以获得耐蚀性较好的常温磷化膜,该磷化膜可以作为电气柜用冷轧板的涂装底层。

硝酸镧对16Mn钢锌-锰系磷化膜耐蚀性的影响

为提高16Mn钢的耐蚀性,使用添加了硝酸镧的磷化液在16Mn钢表面制备锌-锰系磷化膜,并研究硝酸镧质量浓度对磷化膜的物相组成、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:硝酸镧对磷化膜的物相组成基本没有影响,但会改变磷化膜表面的平整度和致密性,从而影响其耐蚀性。适当增加硝酸镧质量浓度,使磷化膜表面趋于平整致密,耐蚀性逐步提高。但是,硝酸镧质量浓度过高时磷化膜表面粗糙、致密性降低,导致耐蚀性下降。硝酸镧质量浓度为50 mg/L时制备的磷化膜电荷转移电阻、频率为0.01 Hz的阻抗值以及液滴变色时间均最大,分别达到5.028×10^(2)Ω·cm^(2)、3.12×10^(3)Ω·cm^(2)、186 s,表现出较好的耐蚀性,优于其他磷化膜。原因归结为,适量的硝酸镧可以加快成膜速度,有利于形成紧致密实的磷化膜,具有较强的阻挡腐蚀介质侵蚀能力,从而有效提高16Mn钢的耐蚀性。

16Mn钢锌-锰系磷化膜的制备及耐蚀性研究

单独添加钼酸钠、硝酸镧及两者复配调整锌-锰系磷化液成分,在16Mn钢表面制备4种不同磷化膜。用扫描电镜对磷化膜表面形貌和成分进行表征与分析,用测厚仪测量不同磷化膜厚度,将电化学与浸泡试验相结合对不同磷化膜的耐蚀性进行测试。结果表明:单独添加钼酸钠、硝酸镧及两者复配对磷化膜的化学成分无显著影响,但不同磷化膜表面形貌、厚度和耐蚀性差异明显。单独添加钼酸钠、硝酸镧可改善磷化膜致密性,使其厚度减少、耐蚀性提高。钼酸钠与硝酸镧复配制备的磷化膜表面更平整致密,厚度约为8.7μm,腐蚀电位正移到-501.2 mV,腐蚀电流密度降至8.46×10^(-6)A/cm^(2),极化电阻增至2.71×10^(3)Ω·cm^(2),在NaCl溶液中浸泡相同时间腐蚀较轻,耐蚀性更好。

不同磷化工艺对建筑用16Mn钢的磷化效果研究

选取建筑用16Mn钢作为基材,分别采用低温锌系磷化工艺和中温锌-锰系磷化工艺获得磷化膜,表征了两种磷化膜的微观形貌和成分,并比较了两种磷化膜的耐腐蚀性能。结果表明,两种磷化膜中Zn、P元素含量相差不大,锌系磷化膜的平整度和致密程度相对较好。两种磷化膜腐蚀后表面都有较多缺陷,不同位置的成分也有一定的差别。与16Mn钢相比,锌系磷化膜和锌-锰系磷化膜都表现出较好的耐腐蚀性能,且两种磷化膜的耐腐蚀性能基本相当。自行开发的低温锌系磷化工艺对16Mn钢的磷化效果并不次于成熟的中温锌-锰系磷化工艺。

混凝土结构中钢筋磷化处理及磷化膜的耐蚀性能

为了减缓钢筋锈蚀从而保证混凝土结构稳固,采用中温锌-锰系磷化工艺对钢筋进行磷化处理。表征了磷化钢筋腐蚀前后的外观,同时研究了温度对磷化膜的微观形貌和耐蚀性能的影响。结果表明:磷化钢筋腐蚀前后的外观有所不同,磷化膜覆盖性良好。温度对磷化膜的微观形貌和耐腐蚀性能有较大影响,温度较低时(56℃)形成的磷化膜很薄且不完整,耐蚀性能较差,对裸钢筋起不到有效防护。而温度太高(75℃)时形成的磷化膜较粗糙,耐蚀性能下降。63℃条件下形成的磷化膜完整且较致密,对裸钢筋起到良好的防护效果,磷化处理后的钢筋腐蚀程度较轻。

高耐蚀性中高温磷化液的研究

介绍了一种新型的锌钙锰三元阳离子体系磷化液,讨论了不同的磷化时间、磷化温度与磷化膜耐蚀性的关系以及后处理对磷化膜耐蚀性的影响。