铝合金压铸件无铬钝化液的开发及其废液处理

发布时间：2023-02-05 16:00

　　铝合金压铸件型材因其优秀的机械性能,被广泛应用于航空航天和汽车制造业中,而铝合金压铸件的耐蚀性较差,使其使用寿命和使用范围受到了限制。传统铝型材提高耐蚀性的方法为铬酸盐钝化处理技术,但是该钝化工艺产生含六价铬离子的废液,对人体和环境都有较大危害,目前已被大多数国家禁止使用。因此,开发一种适用于铝合金压铸件的环保型无铬钝化液具有十分重要的经济和社会意义。本文以铝合金压铸件为实验基材,通过设计正交实验,开发出一种以锆钛系为主盐的有机-无机复合无铬钝化液,该钝化液配方为:H2ZrF6（45wt%）1.5g/L,H2TiF6（50wt%）0.7g/L,HF（100wt%）0.05g/L,Co（NO3）20.1g/L,CeC130.1g/L,丙烯基硫脲0.2g/L。为进一步提高钝化效果,对该钝化工艺进行了优化,结果表明:钝化液温度20-30℃,pH值4.0,钝化时间2min,可获得最佳的钝化效果。然后通过电化学测试、点滴实验及中性盐雾实验对该钝化工艺进行了评价。电化学测试结果表明:钝化处理后,铝合金压铸件的腐蚀电位正向移动了 114mV,从热力学角度分析,腐蚀倾向明显变小;腐蚀电流密度从钝化前的... 

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 铝及铝合金介绍
    1.2 铝合金的腐蚀类型和腐蚀机理
        1.2.1 铝合金的腐蚀性
        1.2.2 铝合金的腐蚀类型
        1.2.3 铝合金的腐蚀机理和表面防护
    1.3 铝合金铬酸盐钝化技术
    1.4 铝合金无铬钝化技术
        1.4.1 钼酸盐钝化技术
        1.4.2 锂酸盐钝化技术
        1.4.3 稀土金属钝化技术
        1.4.4 有机类钝化技术
        1.4.5 锆钛钝化技术
    1.5 钝化废液处理技术
    1.6 本课题研究意义和主要研究内容
第二章 实验材料和实验方法
    2.1 实验基材
        2.1.1 无铬钝化液实验基材
        2.1.2 电解法处理实验基材
    2.2 实验药品和仪器
    2.3 实验流程
    2.4 表征方法
        2.4.1 点滴实验
        2.4.2 电化学实验
        2.4.3 中性盐雾实验
        2.4.4 微观形貌分析
        2.4.5 表面元素分析
        2.4.6 水质参数测试
第三章 无铬钝化液配方设计
    3.1 基础钝化配方设计
        3.1.1 氟锆酸最佳浓度
        3.1.2 氟钛酸最佳浓度
        3.1.3 基础钝化配方正交实验
        3.1.4 基础钝化配方钝化效果评价
    3.2 钝化液中添加剂的筛选
        3.2.1 无机添加剂
        3.2.2 有机添加剂
    3.3 最优钝化配方设计
        3.3.1 最优钝化配方正交实验
        3.3.2 最优钝化配方钝化效果评价
第四章 钝化工艺优化及钝化机制探究
    4.1 温度对钝化效果的影响规律
        4.1.1 温度对试片表面形貌的影响
        4.1.2 温度对试片耐蚀性效果的影响
    4.2 钝化时间对钝化效果的影响规律
        4.2.1 钝化时长对试片表面形貌的影响
        4.2.2 钝化时长对试片耐蚀性的影响
    4.3 pH对钝化效果的影响规律
        4.3.1 pH对试片表面形貌的影响
        4.3.2 pH对试片耐蚀性的影响
    4.4 无铬钝化机制研究
        4.4.1 成膜机理分析
        4.4.2 耐蚀机理分析
第五章 无铬钝化液的无害化处理
    5.1 电极板筛选
        5.1.1 石墨板电极
        5.1.2 碳钢板电极
        5.1.3 钛网电极
        5.1.4 极板筛选结果
    5.2 电解工艺强化
    5.3 三维电极电解工艺优化
        5.3.1 电解时长
        5.3.2 电流密度
        5.3.3 极间距
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书



本文编号：3735261