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。

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。

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。

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。