鍍鋅鋼板硅酸鹽鈍化技術(shù)的研究進展
2015-04-29 00:00:00金佳惠
【摘 要】本文主要研究的是硅酸鹽無鉻鈍化技術(shù)，主要是以鍍鋅鋼板為研究對象，研究硅酸鹽無鉻鈍化的各種工藝，以及各種因素對硅酸鹽鈍化的影響。研究表明，鍍鋅鋼板硅酸鹽鈍化技術(shù)的前景好。
【關(guān)鍵詞】鍍鋅鋼板；無鉻鈍化；硅酸鹽鈍化
0.引言
硅酸鹽鈍化的進展中，選擇一種或多種有機物硅幫助無機硅酸鹽提高鈍化膜的各種性能將是今后研究的重要方向。根據(jù)研究所得：鉻酸鹽鈍化所使用的費用低、制作工藝比較容易。硅酸鹽鈍化是一種無毒、無污染的鈍化技術(shù)，雖然工藝還不算特別成熟、成膜效率不高[1]。但是在我們的努力下解決這一問題是必然的。
1.硅酸鹽鈍化工藝及流程
1.1硅酸鹽鈍化工藝
李廣超采用鹽霧試驗測試鍍鋅層鈍化膜的耐蝕性，研究了鍍鋅層硅酸鹽鈍化的工藝條件，最佳工藝在pH3.0、溫度30℃、鈍化時間90s的鈍化工藝條件下，硅酸鹽鈍化液組成為硅酸鈉40g/L、98%硫酸4ml/L、30%過氧化氫40ml/L、硫脲7g/L、67%硝酸2ml/L、85%磷酸2ml/L時。
1.2鍍鋅鋼板硅酸鹽鈍化的特點
通過李廣超的試驗表明：鍍鋅層能夠有效的提高鋼板的耐腐蝕性能，是其更加的剛腐蝕?，F(xiàn)如今，鉻酸鹽鈍化已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，無論從膜層強度還是工藝方面還有其他方面都已經(jīng)取得了一定的研究成果，具有一定的優(yōu)點。但是，鉻酸鹽中六價鉻具有劇毒容易導(dǎo)致疾病[2]，因此，鉻酸鹽鈍化技術(shù)已經(jīng)面臨巨大的挑戰(zhàn)。硅酸鹽處理成本低廉、穩(wěn)定性好、使用簡單、無毒等優(yōu)點。硅酸鹽鈍化液中主要含硫酸、過氧化氫和可溶性硅酸鹽，[3]。通常情況下，為了增強膜的各種性能，所以添加有機促成劑，還有可能對鈍化膜進行后處理[4]。
2.鍍鋅鋼板無鉻腐蝕鈍化機理[9]
2.1硅酸鹽鈍化機理
硅酸鹽具有鈍化成本低、鈍化膜耐腐蝕性好、鈍化液穩(wěn)定性好、使用方便、無毒、無污染等優(yōu)點。
（1）鍍鋅陽極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：Zn—Zn2++2e一。
（2）腐蝕電池微陰極區(qū)：2H++2e-—H2或（O2+2H20+4e—40Kr。
（3）鍍層表面的陰極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)，使得鋅層表面局部酸堿度增大，在鋅層表面形成不易溶于水的化合物。
（4）在鈍化過程中，鈍化液體系呈酸性，酸脫水縮聚反應(yīng)速度也增快，生成細小的膠體二氧化硅填充空隙并吸附于膜層表面。
2.2鍍鋅及其鍍鋅層的腐蝕機理
耐蝕機理研究表明，腐蝕過程中硅酸鹽鈍化膜是通過隔離和電化學緩慢腐蝕作用從而對鍍件進行保護。使其的耐腐蝕性增加。
3.硅酸鹽鈍化影響因素
3.1 鈍化時間的影響
根據(jù)文獻記載：鈍化時間中性鹽無霧實驗（NSS）連續(xù)噴霧24h[14]隨著鈍化時間的變化由有205到605之間腐蝕面積由40%下降到2%，因此在這段時間內(nèi)隨著鈍化時間的增長鈍化膜的耐蝕性在逐漸增大\"但是在605之后腐蝕面積逐漸增大，到1005時為75%，說明時間越長的話，耐蝕性就會越差\"也就是說在205s一605s之間是整個鈍化膜的成膜過程，在605時成膜特性最好，在鍍鋅層表明形成了一層均勻的保護膜，從而增加了耐腐蝕性。
3.2 PH值的影響
根據(jù)氧化膜腐蝕試驗可知：隨著pH值由0.5到2.5的變化，鈍化膜的腐蝕面積從75%下降到3%，所以耐腐性增大\"而當pH值由2.5到4.5的時候腐蝕面積從3%到95%，耐蝕性越來越不好，當pH值大于4.5時鈍化膜形成出現(xiàn)問題，pH值是鈍化成膜的一個重要數(shù)據(jù)，對鈍化膜的影響重大，pH值過低，對鍍鋅層有較大的腐蝕做用，形成的鈍化膜比較不好，所以耐腐蝕較差，但pH值過高，會使鈍化液不穩(wěn)定，會生成Zn，不易形成鈍化膜。[15]
3.3 鈍化溫度的影響
根據(jù)鈍化溫度對氧化膜的試驗可知；當鈍化溫度從25逐漸增大至55時，鈍化膜的腐蝕面積從5%增大到98%，耐蝕性下降速度加快\"當溫度降至15時，腐蝕面積也增大了\"由此可以看出鈍化溫度對鈍化具有很大的影響，溫度低鈍化膜薄，成膜不好，溫度太高鈍化膜溶解加快，加速過H2O2的分解，使鈍化液的穩(wěn)定性越來越差\"所以溫度太高或者太低均會影響鈍化膜的耐蝕性，所以必須嚴謹?shù)目刂品磻?yīng)溫度。
3.4硅酸鹽濃度影響
硅酸鹽的含量從10g/L增大到50g/L，鈍化膜的腐蝕面積從50%降到5%，然后再次增加到60%\"通過這個實驗可以明顯的看到當硅酸鹽含量在20g/L左右時耐蝕性最好\"。
4.研究現(xiàn)狀
通過本文的研究，研發(fā)出了一種無鉻、環(huán)保型的鍍鋅的硅酸鹽鈍化工藝來代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉻酸鹽鈍化工藝，從基礎(chǔ)上改善電鍍污染對人類身體以及大自然環(huán)境的危害。本文所研究的無鉻硅酸鈍化工藝已經(jīng)取得了一定的研究進展，對其鈍化液成分、工藝條件、鈍化膜形成機理以及穩(wěn)定性方面都做了一定簡單的研究。所以在未來，無鉻硅酸鹽鈍化前景一片大好。
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