镀锌钢板无铬钝化工艺技术的研究.pdfVIP

218 2004年全国电子电镀学术研讨会论文集 镀锌钢板无铬钝化工艺技术的研究 单玉桥，于晓中，李力，胡云明 (东北大学材料与冶金学院沈阳110004) 【摘要1本研究以钼酸盐，磷酸钠及水溶性丙稀酸树脂为主要成分，以植酸、单宁酸等作为复合添加剂。通过正交实验，对 镀锌钢板钝化工艺技术进行了系统的研究。通过中性盐雾试验(Nss试验)，醋酸铅点滴试验，盐水侵泡试验，湿热实验及电化学测 试对本研究的无铬钝化样品的耐蚀性进行了研究。腐蚀实验结果表明，这种无铬钝化膜具有较好的耐腐蚀性，明显优于单纯钼酸 盐钝化的效果，接近常规铬酸盐钝化效果。 [关键词]镀锌钢板，无铬钝化 1前言 3．实验结果及分析 传统的镀锌钝化处理使用铬酸或铬酸盐，经处理 3．1基本配方的确定 后在金属表面上形成的膜层中主要以三价铬和六价 钼酸钠作为钝化液的主盐，是成膜的主要物质。 铬形式存在，不溶性的三价铬构成了膜的骨架，六价 它的浓度直接影响到钝化膜的质量和防腐蚀能力。 铬的自修复作用，具有良好的机械强度与耐蚀性。然 钼酸盐的浓度在一个较宽的范围内变化时，但当钼酸 而铬酸盐是剧毒且会致癌的物质，近年来各国在环保 纳的浓度过低或过高时，钝化膜的耐蚀性明显下降。 法规中对铬酸盐的使用和废水排放作出严格的限制， 因此，钼酸钠的浓度应控制在10—30∥L之间。 为此采用对环境无污染的钝化技术来取代铬酸盐钝 钼酸钠溶液中加入磷酸钠后，磷酸根与钼酸根在 化已成为必然趋势。 酸性条件下可以形成磷钼杂多酸。磷钼杂多酸是强 钼在周期表中与铬同族，其含氧化合物的盐与铬 氧化性酸，弥补了酸性条件下钼酸根氧化性弱的不 酸盐极为相似。但镀锌钼酸盐钝化急待解决的问题 足，有利于与锌层作用形成钝化膜，加快了成膜速度。 是如何提高其耐腐蚀性，使其达到或超过铬酸盐钝化 通过试验，发现当磷酸钠与钼酸钠的配比关系为1：2 层。 时，能够明显提高钼酸盐钝化层的耐蚀能力。 本项研究选择了一种主要由钼酸盐、水溶性丙烯 钝化液中加人水溶性丙烯酸树脂是为了在钝化 酸树脂组成的钝化液，而用植酸等作为添加剂，对镀 膜的表面形成一层有机隔离膜，经过对比实验，确定 锌层进行钝化，代替铬酸盐钝化工艺，通过对比试验 其加人量为40克。 和正交试验，对钝化温度、钝化时间等工艺条件和钝 在钝化液中加入添加剂主要作用在于改善钝化 化液浓度及添加剂与钝化膜耐腐蚀性的关系进行了 膜成膜速度，增强钝化膜的抗蚀性，增强钝化液的氧 研究，得到了较好的钝化配方及工艺，可以明显改善 化性等。 镀锌层的耐蚀性。同时着重研究了该钝化膜的耐蚀 3．2实验结果分析 性，并对抗蚀性的机理作了初步的分析。 钝化液pH值钝化液的pH值小于2时，锌层与 钝化液反应剧烈，钝化膜耐蚀性较差；pH值大于6 2实验方法 时，试样表面基本上无钝化膜形成。当钝化液的pH 实验材料采用尺寸为50n·m×30mm的电镀锌钢 值在2—5范围内时，生成的钝化膜的耐蚀性较好。 板，镀层的厚度不应小于5um，镀液中的铁杂质含量 钝化时间钝化时间过短，得到的钝化膜较薄， 不得超过1∥L以上，重金属杂质含量不得超过0． 耐蚀性不好；钝化时间过长，得到的钝化膜过厚，容易 0