钢铁表面复合转化膜制备及其耐蚀性能研究

发布时间：2017-04-03 17:01

  本文关键词：钢铁表面复合转化膜制备及其耐蚀性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢铁是应用范围最广、使用量最大的金属。但钢铁又是最容易腐蚀的金属。长期以来人们一直采用多种表面处理技术防止钢铁腐蚀。目前最常用的方法之一是磷化。磷化技术通过化学与电化学反应在钢铁表面形成一层难溶的磷酸盐膜层，目的是对钢铁进行预处理，改变钢铁的表面性质，提高有机涂层的附着力，从而利用有机涂层的性质进行涂装处理实现对钢铁金属的腐蚀保护。但是，磷化和涂装工艺过程复杂、繁琐，且含磷废水的排放引起水体富营养化。因此，寻求工艺简单、绿色环保的腐蚀防护工艺值得我们进行科学研究。 首先在本课题组成功研究制备氟铁酸盐转化膜基础上，通过对亚铁氰化钾、硫酸锆、硫酸铈、硫酸铬和硝酸铬无机物进行单因素试验，研究不同无机物对氟铁酸盐转化膜的改性作用。采用中性盐雾试验测试转化膜的耐蚀性能。结果表明在氟铁酸盐基础液中添加适量硝酸铬可改进氟铁酸盐转化膜的外观和耐蚀性，在铁试片表面形成一层均匀致密的转化膜，盐雾时间为5h。 其次在氟铁酸盐转化膜基础上，通过对单宁酸、没食子酸和丙烯酸有机物进行单因素试验，研究不同有机物对氟铁酸盐转化膜的改性作用。采用中性盐雾试验测试转化膜的耐蚀性能。结果表明在氟铁酸盐基础液中添加适量单宁酸可有效改进氟铁酸盐转化膜的外观和耐蚀性，在铁试片表面形成一层均匀致密的蓝黑色转化膜，盐雾时间为5h。采用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和红外光谱分别对其转化膜的结构形貌和成份进行了研究。结果表明添加单宁酸的转化膜结构致密、颗粒细小。 最后综合考虑无机改性和有机改性的性能，通过试验研究获得一步制备有机无机复合膜的工艺方案为KF125g/L、HNO_375ml/L、单宁酸4g/L、硝酸铬5g/L、促进剂1g/L、少量润湿剂，反应温度为60℃，反应时间为30min。采用中性盐雾试验、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和红外光谱分别对转化膜的耐蚀性能、结构形貌和成份进行了研究。并对复合膜的成膜机理进行研究。结果表明复合转化膜由氟铁酸钾、单宁酸-Fe~(3+)和单宁酸-Cr~(3+)的络合物组成，其结构致密、颗粒细小（粒径小于1μm）、耐蚀性能好，其盐雾时间为9h，，有效提高了钢铁的耐蚀性。
【关键词】：钢铁 磷化 氟铁酸盐 单宁酸 复合转化膜
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG174.44
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 腐蚀的危害及防腐的重要性10
• 1.2 钢铁的腐蚀10-12
• 1.3 钢铁腐蚀防护现状12-15
• 1.3.1 钢铁镀锌铬酸盐化学转化处理12-13
• 1.3.2 磷酸盐化学转化处理13-15
• 1.3.3 涂层15
• 1.4 研究目的和意义15-16
• 1.5 钢铁表面化学转化处理技术16-21
• 1.5.1 化学氧化处理16-17
• 1.5.2 三价铬转化膜17-18
• 1.5.3 稀土转化膜18
• 1.5.4 钛盐转化膜18-19
• 1.5.5 钼酸盐转化膜19
• 1.5.6 硅烷转化膜19-20
• 1.5.7 单宁酸转化膜20
• 1.5.8 植酸转化膜20-21
• 2 实验方法21-25
• 2.1 实验材料21
• 2.2 实验主要仪器与药品21
• 2.3 实验药品21-22
• 2.4 主要研究内容22-23
• 2.5 工艺流程23-24
• 2.6 转化膜性能评价24-25
• 3 无机物改性25-32
• 3.1 亚铁氰化钾25
• 3.2 硫酸锆25-27
• 3.3 硫酸铈27-28
• 3.4 硫酸铬28-29
• 3.5 硝酸铬29-31
• 3.6 小结31-32
• 4 有机物改性32-42
• 4.1 单宁酸32-36
• 4.1.1 最优组分确定32-34
• 4.1.2 反应条件34-36
• 4.2 没食子酸36-38
• 4.3 丙烯酸38-40
• 4.4 小结40-42
• 5 复合转化膜42-59
• 5.1 转化液成份及工艺条件对成膜效果的影响42-48
• 5.1.1 KF 的影响42-43
• 5.1.2 HNO3的影响43-44
• 5.1.3 单宁酸的影响44-45
• 5.1.4 Cr(NO3)3的影响45-46
• 5.1.5 反应时间46-47
• 5.1.6 添加剂对成膜效果的影响47-48
• 5.2 复合膜反应机理研究48-50
• 5.2.1 单宁酸作用机理48-49
• 5.2.2 氟铁酸盐作用机理49-50
• 5.3 复合膜性能评价50-55
• 5.3.1 转化膜的耐蚀性和粘结性50-52
• 5.3.2 复合膜的形貌、结构和成份52-55
• 5.4 复合膜应用研究55-59
• 5.4.1 处理量55-56
• 5.4.2 处理不同材质零件56-59
• 6 结论与建议59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 建议59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录66

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 申佳佳;钢铁表面预处理的研究[D];北京化工大学;2013年

  本文关键词：钢铁表面复合转化膜制备及其耐蚀性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：284633