电镀锌三价铬黑色钝化与封闭方法研究

发布时间：2020-03-21 02:55

【摘要】：电镀锌黑色钝化与封闭工艺能够有效提高金属制品的耐蚀性,被广泛应用于电镀锌工艺过程。六价铬黑色钝化技术成熟完善、原材料成本低廉,钝化膜乌黑、油亮、耐蚀性高,且具备膜层损伤后的自愈能力,因而工业生产中常采用六价铬钝化技术进行电镀锌后处理。然而由于六价铬生理毒性大,已被明令禁止使用。三价铬黑色钝化膜耐蚀性良好,且耐蚀机理与六价铬相似,毒性远小于六价铬,现在已经完全取代六价铬黑色钝化工艺。但国内三价铬盐黑色钝化技术与六价铬相比,在工艺稳定性及耐蚀性能方面仍存在一定差距。因此,优化钝化液的配方与使用工艺是当前生产急需解决的问题。尽管国外已经有耐蚀性好的三价铬黑色钝化液,但其工艺条件要求苛刻,工业连续生产中难以获得稳定黑色钝化层,因此研究三价铬黑色钝化工艺对电镀锌工业生产具有重要地实际意义。钝化液配方与使用工艺显著影响钝化层的稳定性及耐腐蚀性能,采用优化试验确定三价铬钝化液的基本组成和含量。对钝化液中的各组分进行了单因素试验制备钝化膜层,利用塔菲尔极化曲线法分析钝化液各组成对膜层抗腐蚀能力的影响。设计四因素三水平正交试验,采用交流阻抗法,动电位极化曲线法及目测观察外观评价了钝化膜的稳定性与耐蚀性,获得了三价铬钝化工作液的最优组分为:Cr_2(SO_4)_3:20 g/L,配位剂C_6H_8O_7与有机羧酸X质量浓度为10,Co(NO_3)_2:15 g/L,H_3PO_4:20 g/L。最优工艺条件为pH 2,钝化反应时间30 s,钝化温度为室温,采用上述条件形成的三价铬黑色钝化膜颜色均匀,该工艺操作简单且可重复性好。采用SEM和EDS分析三价铬黑色钝化膜的形貌及成分。为了提升三价铬黑色钝化膜的耐腐蚀能力,对膜层进行进一步封闭处理。采用交流阻抗法、醋酸铅点滴试验法,评价分析封闭处理对电镀锌三价钝化膜耐蚀性影响,结果表明采用合适的封闭剂对三价铬钝化膜进行后处理,可以得到黑亮的钝化膜。与未进行封闭的钝化膜相比,抗腐蚀性能明显提升。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ153.15

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本文编号：2592626