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《机械科学研究总院》 2007年
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Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)对磷化性能的影响研究

邢宏楠  
【摘要】: 阴极电泳漆作为涂装底漆,因其泳透力高、耐蚀性强和槽液稳定等特点,在汽车工业中得到迅速的普及。但是,与一般涂装方式相比,阴极电泳涂装过程中伴随着电化学反应,往往产生磷化膜的溶解以及与电泳漆膜配套不良,并影响漆膜附着力和耐腐蚀性能。因此,阴极电泳涂装对磷化要求更高。 与阴极电泳涂装配套应用最广的磷化是锌系磷化,Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)是锌系磷化的主要成分,它们对磷化膜的性能有重要影响。但是,锌、镍等有色金属近几年的价格呈现井喷式增长,造成磷化处理成本不断加大。同时,镍离子对人体健康和环境保护都是不利的,它的排放受到严格限制。因此,低镍或无镍磷化成为当前研究热点。开展Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)对磷化性能影响的研究,具有重要的经济效益和社会效益。 本文通过采用SEM、XRD、膜重变化等方法详细研究了Zn~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)对锌系磷化性能的影响,研究了磷化膜P比的形成及其影响因素,并进一步研究了磷化膜的P比对阴极电泳漆膜性能的影响。 研究表明:在钢铁磷化过程中,Zn~(2+)是影响磷化膜重、晶粒尺寸、P比的主要因素。Mn~(2+)和Ni~(2+)均可减轻磷化膜重,使磷化膜结晶细化,但对P比均影响不大。在钢铁件阴极电泳涂装过程中,磷化膜P比是影响磷化膜与阴极电泳漆膜配套性的重要因素。 磷化膜的P比对阴极电泳时磷化膜的溶出率有很大的影响。磷化膜的P比高,阴极电泳时磷化膜的溶出率就低,P比低溶出率就高。磷化膜P比的高低对磷化膜—漆膜复合层的附着力和耐腐蚀性有很大的影响。磷化膜的P比高,磷化膜—漆膜复合层的附着力和耐腐蚀性好。要获得较好的磷化膜—漆膜复合层的附着力和耐腐蚀性,磷化膜的P比要大于90%。 本研究的难点是在Mn~(2+)和Ni~(2+)浓度均只有0.1g/L的情况下,仍在钢铁表面得到了高P比的磷化膜。与阴极电泳涂装的配套性实验表明:该高P比磷化膜经阴极电泳涂装后,漆膜附着力和耐腐蚀性性能优异,完全可与高Mn~(2+)浓度和高Ni~(2+)浓度磷化处理后的磷化膜性能相媲美。 在钢铁件阴极电泳磷化处理过程中,在Mn~(2+)、Ni~(2+)只有0.1g/L的情况下,控制Zn~(2+)浓度为1.2~1.6g/L,仍可得到与阴极电泳涂装具有优异配套性的磷化膜,从而使钢铁件阴极电泳磷化处理达到高质量、低成本、少污染的要求。
【学位授予单位】:机械科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG174.4

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