刘江波毕业论文开题报告

毕业设计/论文开 题 报 告课 题 名 称 热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层钝 化工艺技术研究 系 别 材料科学与工程 专 业 班 金属1003班 姓 名 刘江波 指 导 教 师 贺志荣 2014 年 3月 日陕西理工学院毕业论文开题报告撰写要求1.开题报告的主要内容1）课题研究的目的和意义；2）课题研究方案和主要内容；3）研究方法及技术途径；4）实施计划。 5）主要参考文献：不少于5篇，其中外文文献不少于1篇。2撰写开题报告时，所选课题的课题名称不得多于25个汉字，课题研究份量要适当， 研究内容中必须有自己的见解和观点。3.开题报告的字数不少于2000字（艺术类专业不少于1000字），格式按陕西理工学院本科毕业设计/论文撰写规范的要求撰写。4. 指导教师和责任单位必须审查签字。5开题报告单独装订，本附件为封面，后续表格请从网上下载并用A4纸打印后填写。6. 此开题报告适用于全校各专业，部分特殊专业需要变更的，由所在系在基础上提出调整方案，报学校审批后执行。陕西理工学院学生毕业论文开题报告学 生 姓 名刘江波 学 号1014054263专业班级金属1003班 系别材料科学与工程指导教师贺志荣职称 课题名称热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层钝化工艺技术研究 1课题研究的目的和意义热浸镀锌是延缓钢铁材料环境腐蚀的最有效手段之一，它是将表面经清洗、活化后的钢铁制品浸于熔融的锌液中，通过铁锌之间的反应和扩散，在钢铁制品表面镀覆附着性良好的锌合金镀层。为了控制热浸镀锌件的镀层厚度，提高耐腐蚀性、表面光泽度和力学性能，人们经常会在施镀过程中加入钝化工序。 本毕业设计旨在研究Zn-Al-Mg合金镀层钝化技术，探讨镀层钝化机理，为镀层表面质量和耐腐蚀性能的进一步提高提供理论依据和实验支持。2综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 一、研究现状 合金镀层钝化处理技术 目前国内外研究较多的有三价铬钝化、钼酸盐钝化、硅酸盐钝化和有机类钝化等体系。1.三价铬钝化和低铬钝化新型三价铬钝化液的使用周期长，溶液成分较稳定，可得到不同色泽的钝化膜。为了提高镀锌层彩色钝化膜耐蚀性和结合 力 ，彭玉田研制了镀锌层低铬钝新工艺，钝化液组成为CrO6g/L、H NO1.4mL/L、硫酸镍1gL。采用盐雾试验测试钝化膜的耐蚀 性， 该低铬钝化新工艺钝化膜出现白锈时间为213h，出现红锈时间为 246h，钝化膜结合力远远高于普通低铬钝化膜。2.无机盐钝化钼酸盐已被广泛用作钢铁及有色金属的缓蚀剂和钝剂。英国 Loughborough大学研究了钼酸盐钝化处理过程中的电化学特性， 还研究了锌表面的化学浸泡处理，结果表明，尽管钼酸盐钝化的效果不如铬酸盐钝化，但可以明显提高锌、锡等金属的耐蚀 性。Tang等研究了钼酸盐磷酸盐体系处理镀锌层表面的工艺，其钝 化液中Mo2.998 gL，用磷酸调节pH，钝化膜的厚度为005100Ixm(与铬酸盐钝化膜厚度为同一数量级)，结果表明，在碱性和中性环境中该膜的耐腐蚀性不如铬酸盐钝化膜，在酸性环境 中该膜的耐腐蚀性优于铬酸盐钝化膜。肖鑫等人采用氟化锆和钼酸盐组合，加入一种自制添加剂X Z02A，研究成功了一种锌层无铬钝化工艺，所形成的钝化膜为彩虹色，色泽鲜艳，钝化膜接近铬酸盐钝化膜性能，对环境污染较小，因而具有应用价值.郑环宇等人研究了以钼酸盐为主要原料，通过加人协同缓蚀剂的方法进行钝化以提高膜层的耐蚀性，其钝化工艺是将镀锌试片浸入一定的pH、一定温度、一定量钼酸钠和氮杂环化合物的钝化液中。边钝化边抖动试片。结果表明，镀锌层经钼酸盐钝化及封闭处理后可以得到亮丽的彩虹色钝化膜，经改进后的钼酸盐钝化膜的耐 蚀性有显著提高。硅酸盐具有处理成本低、钝化液稳定性好、使用方便、无毒、无污染等优点。韩克平等在镀锌层上得到了硅酸盐化学转化膜， 电化学测试结果表明其耐蚀性与铬酸盐相当。李广超采用盐雾试 验测试锌镀层钝化膜的耐蚀性，研究了镀锌层硅酸盐钝化的工艺 条件。实验结果表明，在pH3.0、温度30、钝化时间90 S的条 件下，硅酸盐钝化液组成为Na2SiO40 gL、98H2SO4 4 mLL、 30H20240mIL、NH2CSHN27gL、67HNO32mL、85HPO2m LL时，镀锌层钝化膜具有较强的耐蚀性 。为了增强膜层耐蚀性，钝化液中常加入一些有机促进剂，如水溶性阴离子型丙烯酸胺、硫脲等化合物，也可以对这种硅酸盐转化膜进行染色处理。某些有机物可用于金属表面的钝化处理，能够有效地提高金 属表面的耐蚀性能。如单宁酸、植 酸 、二氨基三氮杂茂等。单宁酸水解后溶液呈现酸性，能少量溶解锌层，可用于镀锌层的钝化处理。在成膜过程中，单宁酸提供膜中所需要的羟基和羧基，一般来说，浓度高对成膜有利，随膜层变厚，颜色变深，对耐蚀性能影响不大。处理过程中常需加入一些添加剂如金属盐类、有机或无机缓蚀剂等。梁启民等对锌镀层采用单宁酸处理取得了较好的成膜效果，钝化膜耐盐水浸泡，但耐盐雾及潮湿腐蚀性差。另外，单宁酸价格较高，与大规模生产应用还有一定距离。植酸一种金属螯合剂，可在金属表面形成一层致密的单分有机保护膜，能有效地阻止O2等进入金属界面，从而抑制金属的腐 蚀，是一种理想的钝化液。利用这种特殊的性质，可用于金属防腐、常温磷化、无铬钝化等工艺中。KWippermann等研究了锌表面各种三氮杂茂的衍生物钝化处理，其中以二氨基三氮杂茂效果最好，所需的浓度也低，具有最好的抗腐蚀效率。镀锌层上生成一层最大厚度为3nm 的保护性 三氮杂茂锌膜，加强了有机物三氮杂茂的缓蚀性能，三氮杂茂分子的溶解性、吸附性、排水性和zn一三氮杂茂复合物膜层的稳定 性是影响三氮杂茂衍生物抑制腐蚀效率的最重要因素。二、发展趋势 热浸镀是一种经济而有效的钢铁材料表面处理方法，其工艺简单、防腐蚀性能良好而被普遍运用，随着科学技术发展和人类社会进步，传统的镀层种类已不能满足防腐蚀的需要，需要开发出性能优良的新型合金镀层。三、研究方法及领域 研究热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层钝化技术，通过中性盐雾试验测定其腐蚀失重速率，确定其耐蚀性。目前主要广泛用于钢铁表面防护，钝化处理可进一步提高其耐蚀性。3对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或 设计（实验）方案进行说明一、主要解决问题 研究Zn-Al-Mg合金镀层钝化技术，探讨镀层钝化机理，为镀层表面质量和耐腐蚀性能的进一步提高提供理论依据和实验支持。二、思路与方法 （1）观察Zn-Al-Mg合金镀层的表面宏观形貌与钝化后镀层进行对比； （2）研究不同成分钝化液对Zn-Al-Mg合金镀层表面形貌的影响； （3）研究不同成分钝化液对Zn-Al-Mg合金镀层耐腐蚀性能的影响； （4）探讨钝化液的钝化机理。三、研究方法及方案 （1）实验 1.设备及材料 使用纯度分别为99.5% Zn、99.5%Al、99.7% Mg，钢使用Q235钢。使用实验室电阻井室炉，石墨粘土坩埚熔炼锌池。 2.工艺流程 ： 碱洗- 水洗-酸洗-溶剂处理-烘干-热浸镀-冷却。 3.结论 短时间内形成一种厚度较薄、难以被发现的合金层。一定时间后形成一种可见到合金层。 其实钝化的机理可用薄膜理论来解释，钝化是由于金属与氧化性质作用，作用时在金属表面生成 一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上的钝化膜。这层膜成独立相存在，通常是氧化金属的化合物。它起着把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的作用。钝化液的钝化机理有二种类型:一种是在金属表面形成致密的氧化膜;另一种是钝化剂吸附在金属表面上形成一层不溶或难溶于水的钝化膜。这层钝化膜隔绝了空气中的氧分子与金属基体的接触,从而阻滞了腐蚀电池的阴、阳极过程。4.参考文献1 王惠敏, 陈玫，李基森. 镀锌层三价铬钝化剂的探讨J.中国表面工程, 2008, 21(2):40-43. 2 吴以南.镀锌层的三价铬钝化J.电镀与精饰, 2003, 23(2):30-32. 3 Bellezze T, Roventi G, Fratesi R. 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