ST12型冷轧板涂装前处理的研究

发布时间：2017-08-20 14:33

  本文关键词：ST12型冷轧板涂装前处理的研究

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【摘要】：百年磷化在开启涂装前处理技术发展革命的同时,也给环境带来了严重的污染。其中,磷元素造成的水体富营养化,镍元素造成的重金属污染越来越引起人们的关注。随着环保法规对重金属排放的日益严格,磷化工艺亟需改进或代替。大连ZX电气有限公司磷化涂装前处理工艺中使用的鞍钢ST12型冷轧板在生产过程中存在脱脂水洗后易锈,转化膜烘干前沥水容易返锈的缺点,针对ST12型冷轧板的这种特点本文提出一种新型锆化技术,旨在作为磷化技术的替代技术应用在原磷化生产线上。新型锆化液以氟锆酸为主剂,添加少许水性高分子和无毒助剂。利用助剂促进氟锆酸的水解反应生成致密的锆的氧化物并与水溶性高分子共同作用,在金属基材表面形成一种化学性质稳定的无定型有机/无机复合转化膜,转化膜依靠氧化锆与金属底材结合,依靠有机高分子与有机涂层结合,从而获得优异的附着力和耐腐蚀能力。同时,转化膜在形成过程中有铁的氧化物参与成膜,在转化膜的不同阶段转变成不同颜色的氧化物。涂装前处理转化膜颜色的出现在实际工业生产中具有重大的指导意义。本文通过常温下对ST12型冷轧板进行不同时间的锆化处理,在冷轧板(CRS)表面制得一层淡黄色,金黄色,黄蓝色和蓝紫色等不同颜色的转化膜。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)研究了不同颜色转化膜的形貌和元素组成;通过电化学阻抗谱(EIS)研究了不同颜色转化膜的电化学性能,中性盐雾试验(NSS)检测粉末涂装后的耐腐蚀能力。结果表明,不同颜色的转化膜主要由C、O、Fe、Zr和F等元素组成,均具有一定的耐腐蚀能力,均可以显著提高涂装之后冷轧板的抗腐蚀能力,其中,金黄色转化膜的Rp为800~1100(Ω?cm2),NSS试验评级为0级或1级,表现出更加优异的耐腐蚀能力。通过转化膜颜色变化、交流阻抗谱检测和NSS试验探究锆化温度、锆化液浓度、锆化时间和pH对成膜过程和涂装质量的影响。结果显示,锆化时间越长,锆化液浓度越高,锆化温度越高,成膜速度越快;成膜反应对pH有较高的要求,pH过高或过低都不利于成膜反应的进行。锆化工作液最佳条件为:10℃以上的常温环境下,锆化液浓度为4%,pH=4.5,锆化时间为5min。针对ST12型冷轧板的特点配制缓蚀剂和封闭剂,缓蚀剂的应用参数为:缓蚀剂浓度2%,使用时不受处理时间限制;封闭剂的应用参数为封闭剂浓度为0.5%,处理时间不能超过3min。本文所述新型锆化技术于2014年10月在大连ZX电气公司喷淋涂装线成功进行试生产。试生产样板顺利通过检测,500小时NSS试验评级为0级,1000小时NSS试验评级为1级,显示出优异的耐腐蚀能力。本文成功的解决了ST12型冷轧板在涂装前处理工艺中的特殊缺点,为新型锆化技术的推广提供了一套完整可行的研究方案。
【关键词】：冷轧板 锆化膜 表面前处理 交流阻抗谱 中性盐雾试验
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 涂装前处理技术发展现状10-13
• 1.1.1 磷化技术的发展及现状10-11
• 1.1.2 有机硅烷技术的发展及现状11-12
• 1.1.3 锆化技术的发展及现状12
• 1.1.4 新型锆化技术12-13
• 1.2 ST12型冷轧板13-14
• 1.2.1 冷轧板常见牌号13-14
• 1.2.2 ST12型冷轧板的特点14
• 1.3 本科题研究工作14-16
• 1.3.1 本课题研究背景14-15
• 1.3.2 本课题研究路线15-16
• 第二章 ST12型冷轧板锆化涂装工艺参数的确定16-36
• 2.1 实验材料16-17
• 2.1.1 仪器与设备16
• 2.1.2 试验材料16
• 2.1.3 主要试剂16-17
• 2.2 实验内容和方法17-34
• 2.2.1 新型锆化膜成膜过程的研究17-21
• 2.2.2 锆化涂装前处理的实验工艺流程21
• 2.2.3 锆化涂装质量检测方法21-23
• 2.2.3.1 锆化膜裸膜质量检测方法22
• 2.2.3.2 锆化膜粉末涂装后检测方法22-23
• 2.2.4 实验内容23-34
• 2.2.4.1 各参数条件下转化膜的颜色变化23-25
• 2.2.4.2 pH对锆化膜质量的影响25-28
• 2.2.4.3 浓度对锆化膜质量的影响28-30
• 2.2.4.4 时间对锆化膜质量的影响30-32
• 2.2.4.5 温度对锆化膜质量的影响32-34
• 2.3 本章小结34-36
• 第三章 缓蚀剂工艺参数的确定36-40
• 3.1 缓蚀剂的应用目的和原理36
• 3.2 实验内容和方法36-39
• 3.2.1 增加缓蚀剂后的新型锆化技术工艺流程37
• 3.2.2 缓蚀剂效果的评价37-38
• 3.2.3 缓蚀剂浓度的确定38-39
• 3.2.4 缓蚀剂处理时间的确定39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 封闭剂工艺参数的确定40-44
• 4.1 封闭剂的应用目的和原理40
• 4.2 实验内容和方法40-42
• 4.2.1 封闭剂应用工艺流程40-41
• 4.2.2 封闭剂效果的评价41
• 4.2.3 封闭剂浓度的确定41-42
• 4.2.4 封闭剂处理时间的确定42
• 4.3 本章小结42-44
• 第五章 大连ZX电气有限公司试生产应用44-48
• 5.1 工艺流程的改进44-45
• 5.2 试生产阶段45-46
• 5.3 试生产样板质量检测46-47
• 5.4 本章小结47-48
• 第六章 结论48-49
• 参考文献49-51
• 致谢51

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本文编号：707187