鍍鋅鋼板硅酸鹽鈍化技術(shù)的研究進(jìn)展

【摘 要】本文主要研究的是硅酸鹽無(wú)鉻鈍化技術(shù)，主要是以鍍鋅鋼板為研究對(duì)象，研究硅酸鹽無(wú)鉻鈍化的各種工藝，以及各種因素對(duì)硅酸鹽鈍化的影響。研究表明，鍍鋅鋼板硅酸鹽鈍化技術(shù)的前景好。

【關(guān)鍵詞】鍍鋅鋼板；無(wú)鉻鈍化；硅酸鹽鈍化

0.引言

硅酸鹽鈍化的進(jìn)展中，選擇一種或多種有機(jī)物硅幫助無(wú)機(jī)硅酸鹽提高鈍化膜的各種性能將是今后研究的重要方向。根據(jù)研究所得：鉻酸鹽鈍化所使用的費(fèi)用低、制作工藝比較容易。硅酸鹽鈍化是一種無(wú)毒、無(wú)污染的鈍化技術(shù)，雖然工藝還不算特別成熟、成膜效率不高[1]。但是在我們的努力下解決這一問(wèn)題是必然的。

1.硅酸鹽鈍化工藝及流程

1.1硅酸鹽鈍化工藝

李廣超采用鹽霧試驗(yàn)測(cè)試鍍鋅層鈍化膜的耐蝕性，研究了鍍鋅層硅酸鹽鈍化的工藝條件，最佳工藝在pH3.0、溫度30℃、鈍化時(shí)間90s的鈍化工藝條件下，硅酸鹽鈍化液組成為硅酸鈉40g/L、98%硫酸4ml/L、30%過(guò)氧化氫40ml/L、硫脲7g/L、67%硝酸2ml/L、85%磷酸2ml/L時(shí)。

1.2鍍鋅鋼板硅酸鹽鈍化的特點(diǎn)

通過(guò)李廣超的試驗(yàn)表明：鍍鋅層能夠有效的提高鋼板的耐腐蝕性能，是其更加的剛腐蝕。現(xiàn)如今，鉻酸鹽鈍化已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，無(wú)論從膜層強(qiáng)度還是工藝方面還有其他方面都已經(jīng)取得了一定的研究成果，具有一定的優(yōu)點(diǎn)。但是，鉻酸鹽中六價(jià)鉻具有劇毒容易導(dǎo)致疾病[2]，因此，鉻酸鹽鈍化技術(shù)已經(jīng)面臨巨大的挑戰(zhàn)。硅酸鹽處理成本低廉、穩(wěn)定性好、使用簡(jiǎn)單、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。硅酸鹽鈍化液中主要含硫酸、過(guò)氧化氫和可溶性硅酸鹽，[3]。通常情況下，為了增強(qiáng)膜的各種性能，所以添加有機(jī)促成劑，還有可能對(duì)鈍化膜進(jìn)行后處理[4]。

2.鍍鋅鋼板無(wú)鉻腐蝕鈍化機(jī)理[9]

2.1硅酸鹽鈍化機(jī)理

硅酸鹽具有鈍化成本低、鈍化膜耐腐蝕性好、鈍化液穩(wěn)定性好、使用方便、無(wú)毒、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。

（1）鍍鋅陽(yáng)極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：Zn—Zn2++2e一。

（2）腐蝕電池微陰極區(qū)：2H++2e-—H2或（O2+2H20+4e—40Kr。

（3）鍍層表面的陰極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)，使得鋅層表面局部酸堿度增大，在鋅層表面形成不易溶于水的化合物。

（4）在鈍化過(guò)程中，鈍化液體系呈酸性，酸脫水縮聚反應(yīng)速度也增快，生成細(xì)小的膠體二氧化硅填充空隙并吸附于膜層表面。

2.2鍍鋅及其鍍鋅層的腐蝕機(jī)理

耐蝕機(jī)理研究表明，腐蝕過(guò)程中硅酸鹽鈍化膜是通過(guò)隔離和電化學(xué)緩慢腐蝕作用從而對(duì)鍍件進(jìn)行保護(hù)。使其的耐腐蝕性增加。

3.硅酸鹽鈍化影響因素

3.1 鈍化時(shí)間的影響

根據(jù)文獻(xiàn)記載：鈍化時(shí)間中性鹽無(wú)霧實(shí)驗(yàn)（NSS）連續(xù)噴霧24h[14]隨著鈍化時(shí)間的變化由有205到605之間腐蝕面積由40%下降到2%，因此在這段時(shí)間內(nèi)隨著鈍化時(shí)間的增長(zhǎng)鈍化膜的耐蝕性在逐漸增大\"但是在605之后腐蝕面積逐漸增大，到1005時(shí)為75%，說(shuō)明時(shí)間越長(zhǎng)的話(huà)，耐蝕性就會(huì)越差\"也就是說(shuō)在205s一605s之間是整個(gè)鈍化膜的成膜過(guò)程，在605時(shí)成膜特性最好，在鍍鋅層表明形成了一層均勻的保護(hù)膜，從而增加了耐腐蝕性。

3.2 PH值的影響

根據(jù)氧化膜腐蝕試驗(yàn)可知：隨著pH值由0.5到2.5的變化，鈍化膜的腐蝕面積從75%下降到3%，所以耐腐性增大\"而當(dāng)pH值由2.5到4.5的時(shí)候腐蝕面積從3%到95%，耐蝕性越來(lái)越不好，當(dāng)pH值大于4.5時(shí)鈍化膜形成出現(xiàn)問(wèn)題，pH值是鈍化成膜的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，對(duì)鈍化膜的影響重大，pH值過(guò)低，對(duì)鍍鋅層有較大的腐蝕做用，形成的鈍化膜比較不好，所以耐腐蝕較差，但pH值過(guò)高，會(huì)使鈍化液不穩(wěn)定，會(huì)生成Zn，不易形成鈍化膜。[15]

3.3 鈍化溫度的影響

根據(jù)鈍化溫度對(duì)氧化膜的試驗(yàn)可知；當(dāng)鈍化溫度從25逐漸增大至55時(shí)，鈍化膜的腐蝕面積從5%增大到98%，耐蝕性下降速度加快\"當(dāng)溫度降至15時(shí)，腐蝕面積也增大了\"由此可以看出鈍化溫度對(duì)鈍化具有很大的影響，溫度低鈍化膜薄，成膜不好，溫度太高鈍化膜溶解加快，加速過(guò)H2O2的分解，使鈍化液的穩(wěn)定性越來(lái)越差\"所以溫度太高或者太低均會(huì)影響鈍化膜的耐蝕性，所以必須嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂品磻?yīng)溫度。

3.4硅酸鹽濃度影響

硅酸鹽的含量從10g/L增大到50g/L，鈍化膜的腐蝕面積從50%降到5%，然后再次增加到60%\"通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以明顯的看到當(dāng)硅酸鹽含量在20g/L左右時(shí)耐蝕性最好\"。

4.研究現(xiàn)狀

通過(guò)本文的研究，研發(fā)出了一種無(wú)鉻、環(huán)保型的鍍鋅的硅酸鹽鈍化工藝來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉻酸鹽鈍化工藝，從基礎(chǔ)上改善電鍍污染對(duì)人類(lèi)身體以及大自然環(huán)境的危害。本文所研究的無(wú)鉻硅酸鈍化工藝已經(jīng)取得了一定的研究進(jìn)展，對(duì)其鈍化液成分、工藝條件、鈍化膜形成機(jī)理以及穩(wěn)定性方面都做了一定簡(jiǎn)單的研究。所以在未來(lái)，無(wú)鉻硅酸鹽鈍化前景一片大好。

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