无铵助镀下热浸镀锌镀层形成机理的研究

发布时间：2017-11-29 08:00

  本文关键词：无铵助镀下热浸镀锌镀层形成机理的研究

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【摘要】：随着经济的发展和环保意识的增强,热浸镀锌无铵助镀工艺由于相对于传统氯化锌铵助镀工艺具有环境友好性,得到国内外越来越多的关注和重视。无铵助镀剂的作用机理虽然与传统锌铵助镀剂类似,但由于剔除了氯化铵加入了其他化学物质,必然会导致助镀后镀件表面盐膜成分、盐膜厚度或浸镀时与锌浴反应的速度、反应产物从钢基脱离及上浮速度等均与传统的氯化锌铵明显不同,这将直接影响到浸镀过程镀层中不同合金相层的生长速度、生长厚度以及各相层的分布。鉴于此,本课题采用无铵助镀工艺对试样进行预处理,在一系列浸镀时间和浸镀温度下分别在纯锌浴和Zn-0.05%Al合金浴中浸镀,借助于SEM.EDS等观察分析手段对比分析了两种锌浴中各工艺参数下镀层的形成和微观组织结构。以无铵助镀条件下镀层的形成过程为研究对象,研究无铵助镀系列浸镀参数下镀层的组织结构及其特征,总结无铵助镀条件下热浸镀锌层的形成规律,探讨无铵助镀条件下热浸镀锌层的形成机制。主要得到以下结论：无铵助镀条件下热浸镀Zn-0.05%Al合金,浸镀温度为450℃时镀层厚度随浸镀时间的延长而增加,合金镀层的形成顺序为：ζ→ζ+δ→ζ1→ζ2+δ→ζ1→ζ2+ δ+η。合金层ζ层和δ层的形成过程及机理与普通热浸镀锌类似,镀层中没有发现明显的r相。无铵助镀条件下的最佳浸镀时间是60 s～120 s,此时能够获得组织致密均匀、厚度适宜并且表面质量良好的镀层。无铵助镀条件下热浸镀Zn-0.05%Al合金,最佳浸镀温度为450℃,浸镀温度低于450℃时所得镀层组织不均匀,温度过高时合金层超厚增长。铝在浸镀初始阶段对镀层合金层生长的抑制作用随浸镀温度的升高而减小,镀层厚度随浸镀温度的升高增加。无铵助镀条件下,Zn-0.05%Al合金浴中A1能显著改善镀层的表面质量减薄镀层的厚度,并在镀层形成的初始阶段抑制了ζ相层的形成和生长,Al元素主要存在于合金相层的生长前沿。无铵助镀条件下,0～300 s内浸镀时两种锌浴中合金相层的生长指数都接近于0.5,两种锌浴中镀层合金相层的生长主要受扩散速度控制：Zn-0.05%Al合金浴中浸镀时镀层形成的初始阶段合金相层的生长受界面反应速度控制。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.443
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本文编号：1236715