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钢铁表面植酸转化膜研究

亓美玲  
【摘要】:对植酸的应用及研究做了简要介绍,分析了传统磷化中的各种影响因素,在此基础上以植酸等为主成膜剂,在钢铁表面制备出致密均匀、耐蚀性良好的转化膜。 以A3钢作基材,以转化膜的外观及耐蚀性作为评价标准,通过正交试验得出彩虹色转化膜的较优配方;在此基础上采用单因素试验考察植酸、硝酸钙、硝酸镍等组分的含量对膜层性能的影响,并最终确定处理液的配方为:溴酸钠3.5g/L,植酸30ml/L,三乙醇胺16g/L,酒石酸1g/L,硝酸钙1.2g/L,硝酸铜0.05g/L,酒石酸钾钠1.5g/L,硝酸镍0.6g/L,苯甲酸钠3g/L。采用单因素试验,以转化膜的外观及耐蚀性作为评价标准,考察处理温度、处理时间以及处理液的pH对膜层性能的影响,最终确定处理工艺:温度30-35℃;时间8-10min;处理液pHHl.5-2.0,根据此配方及处理工艺得到耐蚀效果良好的转化膜。 通过硫酸铜点滴及盐水浸泡对膜层的耐蚀性进行测试,采用退膜法测定转化膜的膜重,结果表明:按照此配方及工艺处理所得膜层均匀致密,呈彩虹色,试片表面不存在锈迹及水痕、光泽度良好;膜重0.53g/m2;耐CuSO4点滴时间达67s,耐盐水浸泡时间超过60min,符合国家标准。利用扫描电镜对转化膜的微观形貌进行观察,结果表明:所得膜层致密均匀,显示出良好的耐蚀性。利用极化曲线对膜层的耐蚀性进行进一步研究,实验表明:在电位相同的情况下,转化膜的阳极电流密度比钢铁基体小的多,说明试样经处理后电化学性能得到明显地改善。 以钼酸钠为转化处理的促进剂,以植酸为主成膜物质,研究出一种无毒无污染、能耗低、可在低温下形成蓝色转化膜的处理液。通过正交试验及单因子试验考察处理液中各组分浓度及处理温度、时间及处理液的pH等对转化膜性能的影响,得出处理液最优配方和工艺。 通过正交试验和单因素试验,以膜层外观和耐蚀性为评分标准,确定处理液的成分及含量为:植酸30ml/L;钼酸钠5-6g/L;三乙醇胺22g/L;硅酸钠2-2.5g/L,处理工艺为:处理温度30-35℃;处理时间10-15min;处理液的pH值3.1-3.5。 通过硫酸铜点滴及盐水浸泡对膜层的耐蚀性进行测试,采用退膜法测定转化膜的膜重,结果表明:钢铁按照此配方以及工艺处理后,所得转化膜呈蓝色,膜层致密均匀,有光泽,具有良好的耐蚀性,可以很好的保护基材;转化膜的膜重0.57g/m2;耐硫酸铜点滴时间达72s,耐盐水浸泡时间超过60min,符合国家标准。


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