《镀锌层无铬钝化》PPT课件.ppt

金属防护技术工程研究中心 Research Center of Metal Protection Technology, NEU,联系电话：02483688550,镀锌层无铬钝化,2003. 9,目前镀锌层广泛使用的是铬酸盐钝化处理。经铬酸盐处理后形成铬/基体金属钝化膜层,膜层中铬主要以六价和三价形式存在。由于六价铬是致癌物质,对人体及环境都有严重危害,随着人们环境意识的增强,必须研究一种取代铬酸盐钝化的方法。,联系电话：02483688550,序 言,联系电话：02483688550,序 言,多年来,对无毒或低毒的无机物缓蚀剂作为钝化剂进行了大量研究,如钼酸盐、钨酸盐、锆酸盐、稀土盐等。但形成的钝化膜抗蚀效果不甚理想 。 限制和取缔铬酸盐钝化已成为国内外的共识。无铬钝化的研究与应用是当前的一个紧迫课题。,联系电话：02483688550,序 言,近期人们把目光转向了有机物保护层（钝化/涂层）方面的实验研究。更多的研究提出了无机/有机物复合钝化层用于镀锌及其合金层上，取得了可喜的进展。,联系电话：02483688550,目 录, 研 究 工 作 简 介, 无 铬 钝 化 简 介, 今 后 工 作 设 想,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介,无铬钝化,无机物钝化,有机物（涂层）钝化,无机物有机物复合钝化,钛盐钝化硫酸氧钛钝化，已应用于镀锌工件钝化，但成分复杂，溶液稳定性较差，不适合在大规模生产线上应用。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),硅酸盐钝化、聚硅酸锂钝化主要用于钝化层的保护。硅酸盐处理具有成本低、钝化液稳定性好、使用方便、无毒、无污染等优点，在锌层上形成玻璃状膜层，对后续工序有一定影响。但耐腐蚀性能较差。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),钴盐钝化含钴溶液Co和Co的络合物均可钝化处理金属Al、Mg、Zn、Cd等。钝化液含Co盐、硝酸盐和乙酸胺等，以及无机络合剂、水溶性胺类(如TEA、EDTA等), 提高有色金属表面耐蚀性及与漆膜的结合力。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),钼酸盐钝化钼与铬同属VIA族，钼酸盐已广泛用作钢铁及有色金属的缓蚀剂和钝化剂。尽管钼酸盐钝化的效果不如铬酸盐钝化,但可以明显提高金属锌的耐蚀性。 日本神户钢铁公司研究出一种提高镀锌钢抗白锈能力的钼酸盐钝化方法,并取得专利。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),钨酸盐钝化钨与Cr、Mo同族,钨酸盐在作为金属缓蚀剂方面与钼酸盐有相似性,钨酸盐钝化膜的耐蚀性要逊于铬酸盐钝化膜。抗盐雾性能和抗湿热循环试验性能差于钼酸盐和铬酸盐的钝化膜。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),锆盐钝化 代替铬酸盐用于铝基表面的处理已被确认, 锆基无铬钝化液也可处理锌基表面，作为涂层的前处理。锆的稳定化合物为氟锆酸盐，其钝化液主要含有H2ZrF6 ,另需加入少量的HF，操作时应予充分注意。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),稀土金属盐稀土金属铈、镧和钇等的盐被认为是有色金属在含氯溶液中的有效缓蚀剂。含 CeCl3溶液处理锌表面，生成了一层黄色转化化膜，有效地降低锌的氧还原的速度。该膜层为含铈的氧化物和氢氧化物,具有很好的耐蚀性。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(无机物钝化),联系电话：02483688550,单宁酸钝化 单宁酸以及含有锆、铪氟化物的单宁酸钝化溶液,是有色金属的缓蚀剂与钝化剂,单钝化层为棕褐色,耐蚀性较差。,无 铬 钝 化 简 介(有机物钝化),联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介(有机物钝化),BAT4(二氨基三氮杂茂)及其衍生物钝化, 是一种有机螯合处理方法, 在锌表面形成一层不溶性有机复合物薄膜, 与金属基体以配位形式相结合, 构成屏蔽层,膜层的抗蚀性能有待提高。,联系电话：02483688550,丙烯酸树脂，该钝化方法中所用处理液为一种无毒和低蒸汽压溶液，特别是甲基丁基丙烯酸酯的共聚物。形成均一和透明的薄层钝化膜，该钝化膜的耐蚀性能接近铬酸盐钝化,耐擦伤有待提高。,无 铬 钝 化 简 介(有机物钝化),联系电话：02483688550,环氧树脂, 经钝化液处理的镀锌或铝合金, 形成由无铬混合物形成的涂层, 成分包括:选自有机聚合物成分所形成的连续相,即冻胶凝胶相,以及散布于整个连续相中的分散相。,无 铬 钝 化 简 介(有机物钝化),联系电话：02483688550,植酸钝化植酸亦称肌醇六磷酸脂，广泛存在于油类和谷类种子中。当与金属络合时易形成多个螯合环，即使在强酸性环境中也能与金属离子形成稳定的络合物。能在金属表面形成一层保护膜，经处理后的合金化镀锌板具有较好的抗蚀性能。,无 铬 钝 化 简 介(有机物钝化),无机物钝化膜较薄，抗蚀效果及综合性能均不能令人满意，近期大量研究转向无机物有机物复合钝化。 无机物有机物钝化主要为上述无机物与有机物的组合，称之复合钝化，又称钝化涂层。,联系电话：02483688550,无 铬 钝 化 简 介,联系电话：02483688550,研 究 工 作 简 介,已进行的研究工作,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸聚乙烯醇钝化,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,钛盐钝化、硅酸盐钝化,单宁酸、水溶性丙烯酸钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝 化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,通过正交和对比试验，确定了镀锌层的钼酸盐钝化工艺条件。对钝化液组成以及添加剂与钝化膜的性能进行了研究，钼酸盐、单宁酸HEDP 体系的复合钝化层，可以明显提高镀锌层的耐蚀性。,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,盐雾试验的表面形貌,钝化试样 (72h),未钝化试样(24h),联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,钝化试样的XRD图谱,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,盐雾试验结果,参照GB6458-86， 温度 352；NaCl 5%；周期 连续喷雾8h，停16h,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,湿热试验结果,温度402,相对湿度在95%,周期 恒温恒湿8小时,停置16小时,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,在钼酸盐钝化处理液中，金属锌在钼酸盐的酸性介质中，将还原钼酸根，形成一层由锌的氧化物和钼的化合物构成的钼酸盐转化膜。加入羟基乙叉二膦酸、单宁酸以及添加剂，主要作用是改善钝化膜成膜速度，增强钝化膜的抗腐蚀等性能。,联系电话：02483688550,钼酸盐、单宁酸HEDP 钝化,采用钼酸盐钝化能够明显改善镀锌层的耐蚀性，钼酸盐钝化膜能阻碍锌腐蚀反应的阴极过程，显著升高腐蚀电位，从而阻碍锌的腐蚀；虽然与铬酸盐钝化的抗腐蚀能力仍有一定差距，但是一种极具研究开发价值的无铬钝化方法。,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸聚乙烯醇钝 化,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,选用了一种复合钝化钝化涂层。主要由植酸和硅酸盐组成的钝化液，而用聚乙烯醇作为有机成膜剂，对镀锌层进行钝化，同时考察了该钝化膜的耐蚀性，并对抗蚀性的机理作了初步的分析。,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,植酸对钝化膜缓蚀性能的影响,盐雾试验 温度 352；NaCl 5%； 连续喷雾,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,钝化膜的附着力 参照国家标准GB9791- 88，手持无砂橡皮以通常压力来回磨擦试样面10次，观察钝化膜的磨损情况，发现钝化处理时间在 30s 内，钝化膜附着力好，而钝化时间在50s后形成的钝化膜附着力较差。,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,植酸在同金属络合时，在金属表面形成一层致密的保护膜，阻止O2等进入金属，减缓了金属的腐蚀；聚乙烯醇与植酸的复合作用，增强了与基体的结合力，使其腐蚀与抗湿热能力显著增强。,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,由于这种钝化膜层具有双层结构，外层是致密的聚乙烯醇膜，表面形成隔离层，使腐蚀介质很难通过膜层对锌层进行腐蚀。内层是硅酸盐钝化膜，改善锌镀层与外层聚乙烯醇膜的结合力，另外由于植酸/硅酸盐的缓蚀作用，在钝化层表面出现划伤时也可得到保护。,硅酸盐、植酸/聚乙烯醇钝化,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,无铬钝化机理研究,组织、织构、形貌的研究,钝化层防护机理的研究,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,无机盐有机物钝化体系的研究，确立合理的组成，工艺条件。,研究以钼酸盐、钴盐、锆盐等无机盐为基础，以水溶性丙烯酸、聚胺酯等有机物为成膜物的钝化涂层工艺。,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,钝化液的组成 钝化液的pH值 钝化处理的温度 钝化处理的时间,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,钝化层的组成 钝化层的物理性能 钝化层的组织形貌 钝化层的电化学行为 钝化层的环境腐蚀实验,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,添加剂在无铬钝化的作用与机理研究,稀土元素在无铬钝化的作用与机理研究,联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,无铬钝化的应用研究,品种,电镀锌、热镀锌,用途,有机涂层的底层,最终处理层(耐腐蚀),特殊性能(耐指纹、 防粘结、抗静电等),联系电话：02483688550,今 后 工 作 设 想,钝化层对相关工艺影响的研究,钝化层与涂层 磷化层与钝化(封闭)层,东北大学金属防护技术工程研究中心主要面向冶金企业，进行金属防护领域的研究，提供技术服务。中心拥有经验丰富、富有创新精神的研究队伍，承担金属防护技术与应用领域的教学、科研和开发等方面的工作。中心配备先进配套的实验检测仪器，建有大型的环境加速腐蚀试验室，可模拟高温、高湿、淋雨、盐雾等多种加速腐蚀环境，对金属材料的表面抗蚀能力、防护材料及防护方法进行试验和测定，为企业选择新材料、新的表面保护方法提供科学依据。