0.在硅酸盐钝化的进展中,选择一种或多种有机硅来帮助无机硅酸盐改善钝化膜的各项性能将是今后的一个重要研究方向。研究结果表明,铬酸盐钝化成本低,制造工艺简单。硅酸盐钝化是一种无毒无污染的钝化技术,虽然技术不是特别成熟,成膜效率也不高[1]。但是通过我们的努力解决这个问题是必然的。1.硅酸盐钝化工艺及工艺1.1硅酸盐钝化工艺李光超采用盐雾试验测试镀锌层钝化膜的耐蚀性,研究了镀锌层硅酸盐钝化的工艺条件。最佳工艺条件为:pH3.0,温度30,钝化时间90s,硅酸盐钝化液组成为40g/L硅酸钠,4ml/L 98%硫酸,40ml/L 30%双氧水,7g/硫脲。1.2镀锌钢板硅酸盐钝化的特点通过李光超的实验,表明镀锌层能有效提高钢板的耐蚀性,属于更刚性的腐蚀。现在铬酸盐钝化已经得到了广泛的应用,在膜层强度、工艺等方面也取得了一些研究成果,具有一定的优势。但是铬酸盐中的六价铬毒性很大,容易导致疾病[2]。因此,铬酸盐钝化技术面临着巨大的挑战。硅酸盐具有处理成本低、稳定性好、使用简单、无毒等优点。硅酸盐钝化液主要含有硫酸、过氧化氢和可溶性硅酸盐[3]。通常,为了增强膜的各种性能,添加有机促进剂,并且钝化膜的后处理也是可能的。2.镀锌钢板无铬腐蚀钝化机理2.1硅酸盐钝化机理硅酸盐具有钝化成本低、钝化膜耐蚀性好、钝化液稳定性好、使用方便、无毒无污染等优点。(1)镀锌阳极区与:zn-zn22e反应。(2)蚀刻电池的微阴极区域:2h2e-H2或(O22h2o 4e—40Kr)。(3)涂层表面阴极区的反应增加了锌层的局部pH值,在锌层上形成不易溶于水的化合物。(4)钝化过程中,钝化液呈酸性,酸脱水缩聚反应速度也加快,形成细小的硅胶填充空隙,吸附在薄膜表面。2.2镀锌和镀锌的腐蚀机理耐蚀机理研究表明,硅酸盐钝化膜通过隔离和电化学缓慢腐蚀来保护被镀零件。从而增加了耐腐蚀性。3.硅酸盐钝化的影响因素3.1钝化时间的影响根据文献记载:钝化时间内24小时中性盐雾无腐蚀实验(NSS)[14]随着钝化时间的变化,205 ~ 605腐蚀面积从40%下降到2%,因此在此期间钝化膜的耐蚀性随着钝化时间的增加而逐渐增加'但605后腐蚀面积逐渐增加,到1005时达到75%,说明时间越长也就是说,整个钝化成膜过程在205s-605s之间,成膜特性在605s时最好,说明在镀锌层上形成了均匀的保护膜,从而提高了耐蚀性。 3.2PH值的影响根据氧化膜的腐蚀试验,可以看出,随着PH值从0.5到2.5的变化,钝化膜的腐蚀面积从75%下降到3%,因此耐蚀性增加。但当pH值从2.5到4.5时,耐蚀性从3%到95%,耐蚀性越来越差。当pH值大于4.5时,钝化膜的形成是有问题的,pH值是钝化膜形成的重要数据。pH值过低会对镀锌层造成很大的腐蚀,形成的钝化膜也不好,所以耐腐蚀性差。但pH值过高,钝化液不稳定,会生成Zn,不容易形成钝化膜。
3.3钝化温度的影响可以从氧化膜钝化温度的测试中得知;当钝化温度从25逐渐升高到55时,钝化膜的腐蚀面积从5%增加到98%,耐蚀性下降更快‘当温度下降到15时,腐蚀面积也增加’。可见钝化温度对钝化的影响很大。如果温度低,钝化膜薄,成膜不好。温度过高,钝化膜溶解更快,H2O2分解加快,钝化液稳定性越来越差’,所以温度过高或过低。3.4硅酸盐浓度影响硅酸盐含量从10g/L增加到50g/L,钝化膜腐蚀面积从50%减少到5%,然后又增加到60%。从实验中可以清楚地看出,当硅酸盐的含量在20g/L '左右时,耐蚀性最好。4.研究现状通过本文的研究,开发出了一种无铬环保的镀锌硅酸盐钝化工艺,替代传统的铬酸盐钝化工艺,可以从根本上改善电镀污染对人体和自然环境的危害。本文研究的无铬硅酸钝化工艺取得了一定的进展,并对其钝化液组成、工艺条件、钝化膜形成机理及稳定性进行了简单的研究。因此,在未来,无铬硅酸盐钝化大有可为。