电镀锌板磷化及工艺研究
65页1、机械科学研究院硕士研究生学位论文电镀锌板磷化及工藏研究摘要采予锌其有凝鹱露极傺护锈基静作耀,在镄主镀锌可戳大大延长镄榜豹使髑寿会。迓二卡年来,对汽车防蕊要求黪提高,致使车髂钢材大鬟应蠲 融镀镑钢板。良好的涂装前处理足撼漪电镀锌板车体耐表面腐蚀的1 萋癸步骤。本文通过S E M 、X R D 、电位时间变化、膜重时间变化等方法研究了N a N 0 。、N a F 、M n ”、N i ”、F e 等对电镀锌板磷化的影响。N a N 0 。是一种电镀锌板磷化有效促进剂,N a F 能促进磷化膜的形成,增加膜藏,使膜均匀。融“,N i 2 + ,F e 2 是优良的电镀锌搬磷化的改性离子,能明显细化磷化缭熬,使磷纯膜结蘸均匀、致密。磷究解决了电镀锌叛磷纯不易形簸“P 眈”酶技寒建点,发现F e 2 + 爨鸯麓键使形成“P 比”的独特效果,遗爨的F e 加入,使电镀锌板磷忧落鑫瑟雏 钢铁磷化一样形成具有一定“P 比”盼磷化膜。“P 比”的研究表明:对于 电镀锌板磷化后阴极电泳,高“P 比”磷化的磷化膜一漆膜复合层耐盐雾 性熊好于低“P 比”磷化,高“P 比”磷化在盐雾试验过程中漆膜附着力 保持
2、比低“P 比”磷化好。 经正交试验研究出L P 磷化配方,针对L P 磷化研究出工艺流程和工艺 参数。L P 磷化性能测试表明:L P 磷化与国内和国外常用的同类先进锻镀锌叛磷化毖较,磷讫膜均匀致密“P 比”离;与阴极电泳配套后漆膜驸蓿力、瓣簸雾性能和盐雾试验过程孛漆袋辩着力操持均优予国蠹魏国鳋厨獒宠滋毫镀镑叛磷纯。通过热力学计算,在2 5 “ C 下,计算滋磷亿反应盔H 。 O ,遥吸熬及威,需要加滠才对磷化反应有利;通过加入N a N 0 3 氧化促进剂后i 诗算融漭化 反威AH 。 0 n a m e l yt h ep h o s p h a t i n gI e a c t i o ni se n d o t h e n n i cu n d e rt h e2 5 ,i ti sj u s tb e n e f i c i a lf o rp h o s p h a t i n gr e a c t i o nt oe l e v a t et h et e m p e r a t m c ;B ja d d i n gN a N Qo x i d i z ea c c e
3、 r l a t o r ,c a l c u l a t i n gO L ILA I ” 7 5 9 m 2 ) ;按处理工艺可分为:浸渍式磷化;喷淋式磷化;涂刷磷化。2 1 磷化技术发展概况自从1 8 6 9 年R o s s 申请第一个磷化专利以来,磷化处理技术已发展了一个多世纪。R o s s 为了防止船体龙骨的生锈,将船体钢制龙骨在沸腾的磷酸液中浸渍二个小时,在钢铁表面生成一层膜,起到了保护金属的作用【13 1 。至1 9 2 8 年前,磷化处理的工业化应用仍有限,主要因为磷化时间长( 约1 2 小时) 。二十世纪三十年代,L a n n e r 和L o d e e s e n在磷化液中加入少量铜和氧化剂使磷化时间从2 小时降低到几分钟甚至几秒,在磷化的应用上取得了突破性的进展。在此间的一段时间里,人们逐渐认识到磷化作为漆膜的底层可提高漆膜的附着力和防护性,经磷化处理较未磷化处理后进行涂装所得到漆膜耐盐雾实验性能可提高几倍。另外K e v i nW o o d s 和S a m u e lS p r i n g 所做的盐雾实验表明f 】,机械科学研究院硕士研究生学位论文不
4、经磷化的试片涂漆后腐蚀扩展4 m m ,而经过锌系磷化后几乎不扩展,铁系腐蚀扩展仅0 7 m m 。后来人们逐渐认识到黑色金属和有色金属( 锌、铝、铜、锡等) 都可以磷化处理,从最早的钢铁的磷化,后来发展到锌铝的处理。随着金属制品涂装工艺不断发展,电泳涂装和静电喷涂的广泛应用,研究和开发低温薄膜型磷化是工件表面处理工艺当时和以后发展的总趋势【”】。2 1 。l 磷化机理的研究M a c h u 和M a c c i a 在四十年代对磷化机理进行了研究。M a c h u 提出了磷化过程包含有电化学过程存在,并在此基础上提出了磷化机理的假设“。M a c h u 认为磷化过程是下列化学反应和电位学反应过程:金属受到酸的浸蚀、溶解、释放出H 2 。F e F e 2 + + 2 e2 H + + 2 e H 2t- 由于固液界面一的消耗使旷浓度降低,在界面处使H 2 P 0 4 “ 进一步离解,生成磷酸盐沉淀,在界面上结晶,成膜。H 2 P O :一H P O 一+ H + H P O ;一- P 0 ;一+ H +F e 2 + + H P O I + 一F e H P 0 44 ( 成
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