铜锌合金表面化学转化膜的制备及性能

发布时间：2017-05-24 05:09

  本文关键词：铜锌合金表面化学转化膜的制备及性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了增强黄铜的耐蚀性和装饰性,本文采用金属钝化和金属着色两种方法在黄铜表面制备化学转化膜。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、X射线衍射仪(XRD)、元素分析仪(EDS)和点滴实验等手段对其性能进行表征,确定了黄铜钝化及制备不同颜色转化膜的最佳工艺。黄铜表面钝化膜的制备。比较了三酸体系和双氧水体系的酸洗效果,检测发现,三酸体系能在黄铜表面形成一定的弱腐蚀,更有利于钝化膜的形成。研究了苯并三氮唑(BTA)、乙醇、温度、时间等对膜层耐蚀性的影响,确定了BTA单一体系制备钝化膜层的工艺:100mg/L BTA、1ml/L乙醇、钝化处理温度60℃、钝化处理90min。研究了不同添加物(稀土盐、钨酸钠、碘化钾、双氧水、OP-10乳化剂)、pH等对对膜层耐蚀性的影响,确定了BTA与稀土铈复配钝化的最佳工艺:100 mg/L BTA,4 g/L氯化铈,1ml/L乙醇,10 g/L碘化钾,1.5 g/L OP-10乳化剂,温度60℃,处理时间90 min。测试结果表明:BTA与稀土铈复配钝化较BTA单一体系钝化相比腐蚀电位正移了0.146V,腐蚀电流密度降低了约一个数量级,较黄铜基体相比腐蚀电位正移了0.187V,腐蚀电流密度降低近两个数量级。膜层表面致密均匀,主要成分为Ce_2O_3和BTA-I-Cu络合物。黄铜表面紫色转化膜的制备。研究了三氧化二锑、乙酸铜、着色温度对膜层性能的影响,确定了黄铜着紫色的最佳工艺:三氧化二锑10g/L,乙酸铜20g/L,盐酸200mL/L,温度65℃,时间150s。成膜过程中的时间电位曲线测试结果表明膜层主要是由于铜-锑共沉积所形成,膜层结合力好,表面呈致密的花瓣状生长,较黄铜基体相比腐蚀电位正移了0.022V,腐蚀电流密度降低了约一个数量级,。黄铜表面黑色化学转化膜的制备。通过正交试验优化得出了黄铜着黑色的最佳工艺:氢氧化钠60g/L、碱式碳酸铜40g/L、碳酸氢铵80g/L。同时研究了着色液的最佳补加方案:将着色液配比中的铵盐含量减少10%并以1:4浓缩后进行补加。黄铜表面粉红色化学转化膜的制备。通过单因素实验确定了黄铜着粉红色的最佳工艺:硫酸铜100 g/L,氯化钠25 g/L,氯化铵200 g/L,酒石酸25 g/L,时间2min,温度60°C。测试结果表明膜层表面均匀平整,主要成分为氧化亚铜。将黄铜发黑和着粉红色工艺用于实际工厂彩色拉链的生产,所得产品的水洗,耐磨及盐雾测试结果均能满足实际生产要求,说明这两种工艺可用于工业化生产。
【关键词】：黄铜 化学转化膜 化学钝化 化学着色
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 铜合金的性能及应用13-14
• 1.2 黄铜的腐蚀14-16
• 1.2.1 黄铜脱锌腐蚀机理14-15
• 1.2.2 抑制黄铜腐蚀的方法15-16
• 1.3 黄铜钝化的研究进展16-18
• 1.4 黄铜着色的研究进展18-20
• 1.5 论文的选题意义及主要研究内容20-22
• 1.5.1 选题意义20-21
• 1.5.2 主要研究内容21-22
• 第2章 实验部分22-36
• 2.1 实验器材及药品22-23
• 2.1.1 实验基材22
• 2.1.2 实验药品与仪器22-23
• 2.2 实验方法23-31
• 2.2.1 工艺流程23-24
• 2.2.2 钝化前处理24-26
• 2.2.3 黄铜钝化26-28
• 2.2.4 黄铜着色28-31
• 2.3 性能检测31-36
• 2.3.1 电化学测试31-32
• 2.3.2 点滴实验32
• 2.3.3 腐蚀挂片失重实验32-33
• 2.3.4 试样表面形貌检测33
• 2.3.5 表面能谱分析33-34
• 2.3.6 傅立叶变换红外光谱分析（FT-IR）34
• 2.3.7 结合力测试34
• 2.3.8 铜拉链工厂实际检测34-36
• 第3章 黄铜钝化工艺36-54
• 3.1 钝化酸洗配方的选择36-37
• 3.2 单一BTA钝化处理的试验研究37-40
• 3.3 BTA与稀土铈复配钝化实验40-43
• 3.4 pH及其他添加剂对BTA-稀土铈复配钝化效果的影响43-48
• 3.4.1 pH对钝化效果的影响43-45
• 3.4.2 KI浓度对钝化效果的影响45-46
• 3.4.3 OP-10 乳化剂的浓度对钝化效果的影响46-48
• 3.4.4 钨酸钠和双氧水加入量对钝化效果的影响48
• 3.5 三种钝化配方的比较48-50
• 3.6 钝化膜层表面形貌及组成分析50-52
• 3.7 BTA与稀土铈复合膜层形成机理的探讨52-53
• 3.8 本章小结53-54
• 第4章 黄铜表面紫色转化膜制备的研究54-67
• 4.1 三氧化二锑浓度对着色效果及膜层耐蚀性的影响54-57
• 4.2 乙酸铜浓度对着色效果及膜层耐蚀性的影响57-59
• 4.3 温度对着色效果及膜层耐蚀性的影响59-61
• 4.4 成膜过程中的时间-电位曲线61-62
• 4.5 黄铜着色前后的耐蚀性比较62-63
• 4.6 膜层结合力测试63-64
• 4.7 膜层表面微观形貌及元素组成64-65
• 4.8 本章小结65-67
• 第5章 黄铜表面黑色化学转化膜的制备67-74
• 5.1 正交试验结果分析67-68
• 5.2 电化学测试结果68-69
• 5.3 补加实验结果69-71
• 5.3.1 单因素补加69-70
• 5.3.2 浓缩液补加实验70-71
• 5.4 工厂实际放大生产实验71
• 5.5 工厂检测结果71-72
• 5.6 本章小结72-74
• 第6章 黄铜着粉红色工艺74-81
• 6.1 着色影响因素的探讨与分析74-76
• 6.2 电化学测试结果76-78
• 6.3 膜层的表面微观形貌及元素组成78
• 6.4 工厂放大实验及检测结果78-80
• 6.4.1 拉链水洗测试结果79
• 6.4.2 拉链耐磨性测试结果79
• 6.4.3 拉链耐盐雾测试结果79-80
• 6.5 本章小结80-81
• 结论81-83
• 参考文献83-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果88-89
• 致谢89-90

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