冷軋鋼板表面硅化層耐腐蝕性能研究

楊冬+馬連眾+徐全才+鄭翔

摘 要：采用氟硅酸鹽、促進(jìn)劑等復(fù)合制備出無機硅化劑，在冷軋鋼板表面形成無機硅化涂層，并進(jìn)行中性鹽霧試驗性能測試，與傳統(tǒng)磷化處理液進(jìn)行對比。結(jié)果表明該無機硅化涂層可通過504h中性鹽霧試驗，表現(xiàn)出與對比產(chǎn)品相當(dāng)?shù)男阅埽哂辛己玫氖袌鰬?yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：硅化劑；耐腐蝕性；鹽霧試驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.030

1 前言

由于冷軋鋼板具有沖壓性能優(yōu)良、涂裝性能好、價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于汽車制造、工業(yè)設(shè)備、家電等領(lǐng)域，但是冷軋鋼板的腐蝕會給其應(yīng)用帶來很大影響。磷化技術(shù)是現(xiàn)如今被廣泛應(yīng)用于金屬涂裝前處理行業(yè)的一種金屬防腐技術(shù)，但是磷化技術(shù)固有的污染問題與環(huán)保日益相悖。近年來，有關(guān)環(huán)保型涂裝前處理技術(shù)的研究活動，推動了磷化替代技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。本文利用氟硅酸鹽、促進(jìn)劑等制備出硅化劑，通過表征方法與日本某公司磷化膜進(jìn)行對比，研究了所制備的硅化膜的耐腐蝕性能。

2 實驗部分

2.1 實驗材料及工藝流程

本實驗采用冷軋鋼板，尺寸為100mm×30mm×2mm。

氟硅酸鋅（98%，湖北武漢），酒石酸（99%，河南鄭州），甘氨酸、氟化鈉、丙三醇、三乙醇胺和鉬酸銨（分析純），脫脂劑、OP-10和鹽酸（市售工業(yè)級）。

工藝流程：

預(yù)脫脂→水洗→主脫脂→水洗→水洗→酸洗除銹→水洗→水洗→硅化→水洗→去離子水洗→干燥→后續(xù)處理

2.2 硅化劑組成及工藝條件

氟硅酸鋅10g/L，酒石酸2g/L，甘氨酸2g/L，0.1氟化鈉2g/L，OP-10 0.5g/L，丙三醇0.1g/L，三乙醇胺0.05g/L，鉬酸銨0.5g/L，pH2.5～3，硅化時間10min。

化學(xué)試劑為分析純，用去離子水配制硅化劑。

3 結(jié)果與討論

3.1 裸膜中性鹽霧試驗結(jié)果

冷軋鋼板分別用硅化劑和日本某商用磷化液在30℃條件下浸泡10min，形成轉(zhuǎn)化膜。圖1為兩種轉(zhuǎn)化膜裸膜進(jìn)行20min鹽霧試驗后的結(jié)果。從圖1可知，兩種轉(zhuǎn)化膜裸膜的耐鹽霧試驗性能較差，兩者都出現(xiàn)了不同程度的紅銹現(xiàn)象。兩種轉(zhuǎn)化膜的腐蝕程度相近，說明其耐中性鹽霧腐蝕能力相近。

3.2 在轉(zhuǎn)化膜上涂覆聚氨酯漆的中性鹽霧實驗結(jié)果

將分別用硅化劑和日本某商用磷化液在30℃條件下浸泡10min后的冷軋鋼板試樣涂聚氨酯漆進(jìn)行504h中性鹽霧試驗。實驗結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，本文所制備的無機硅化涂層涂覆聚氨酯漆后，在劃痕處沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的擴蝕、脫漆、起泡等劣化現(xiàn)象，與對應(yīng)的日本某商用磷化膜涂聚氨酯漆的中性耐鹽霧試驗性能差距較小。

鹽霧試驗說明所制備的無機硅化涂層具有優(yōu)異的耐鹽霧性能，與日本某商用磷化膜相當(dāng)，可滿足504h中性鹽霧試驗的工業(yè)要求。

4 結(jié)論

在30℃下，以本文所制備的硅化劑處理冷軋鋼板10min，可以在冷軋鋼板表面獲得性能優(yōu)異的無機硅化涂層，表現(xiàn)出與市場上應(yīng)用的日本某磷化膜相當(dāng)?shù)男阅埽蓾M足504h中性鹽霧試驗要求，有良好的市場應(yīng)用前景。

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