一浴法热浸镀铝的后处理及钝化工艺

论文摘要

一浴法热浸镀铝时,在镀铝层表面附着一层由KCl-NaCl-NaF-AlF3组成的熔剂和一些污物,使镀铝产品的外表面极不美观,而且对铝镀层有腐蚀作用,还会干扰后面的钝化处理。因此,该熔剂和污物必须要除去,之后再对镀件进行钝化处理。在钝化过程中,广泛使用的铬酸盐,因其毒性高、危害人体健康且污染环境,因此研究新的热浸镀铝层的无铬钝化技术来取代铬酸盐钝化势在必行。本文系统地研究了热浸镀铝的后处理及钼酸盐钝化工艺,制备出了更加有效的后处理液及钼酸盐钝化液。比较了经新配方后处理与传统后处理所得铝镀层的宏观形貌和它们的防腐性能。并探讨了它们的成膜机制和耐蚀机理；用盐雾腐蚀试验（NSS）、盐水浸泡试验和电化学等测试手段,对钝化膜的耐蚀性能进行了比较。通过正交试验确定了后处理剂配方的最佳范围：HN03浓度为5%-10%；HF浓度为0.25%-1.5%；表面活性剂A为0.10-0.15g·L-1；表面活性剂B为0.05-0.15g·L-1；处理时间为120-200s。以及钼酸盐钝化剂的最佳范围：pH值为2-3.5, Na2MoO4·2H2O的浓度和NaH2PO4的浓度均为15-20g/L,钝化液处理温度为30-60℃,处理时间为40-60s,适量添加剂。与传统后处理液相比,采用的新后处理液处理的试样,通过面扫描结果可知,试样表面覆盖盐减少了2/3以上。经恒定湿热试验、交变湿热试验结果表明：新配方后处理试样覆盖盐脱除能力优于传统配方。通过盐雾试验、盐水浸泡试验和电化学试验可知,钼酸盐钝化后试样的耐蚀性明显优于未钝化的试样。理论上,钝化膜在铝层表面起到了物理屏障作用,能抑制腐蚀过程的发生,推迟铝层产生锈的时间,从而显著提高了热浸渡铝层的耐蚀性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 热浸镀铝
• 1.2.1 热浸镀铝的发展现状及进展
• 1.2.2 热浸镀铝层的主要性能特点及应用
• 1.2.3 热浸镀铝层的组织结构及形成机理
• 1.2.4 热浸镀铝工艺的分类与工艺流程
• 1.3 溶剂一浴法热浸镀铝工艺
• 1.3.1 前处理
• 1.3.2 助镀处理及烘干预热
• 1.3.3 一浴法热浸镀铝
• 1.3.4 后处理
• 1.4 镀层的钝化处理
• 1.4.1 铬酸盐钝化
• 1.4.2 无铬钝化的研究现状
• 1.5 钼酸盐钝化
• 1.5.1 钼酸盐的性质
• 1.5.2 钼酸盐钝化膜的成膜过程及成膜机理
• 1.5.3 钝化膜的组成与结构
• 1.5.4 钝化膜的外观
• 1.5.5 钝化膜的接触电阻、耐磨性和耐热性
• 1.5.6 钝化膜的附着力及涂装性
• 1.5.7 钝化膜的耐蚀性
• 1.5.8 钝化膜的成膜方法
• 1.5.9 钝化过程中各种因素的影响
• 1.6 本文研究的目的和内容
• 1.6.1 研究目的和意义
• 1.6.2 研究内容
• 第2章 试验材料及研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 热浸镀铝试样的制备
• 2.3 后处理工艺研究方法
• 2.4 钝化工艺研究方法
• 2.5 镀铝层腐蚀性能研究方法
• 2.5.1 恒定湿热试验
• 2.5.2 高低温交变湿热试验
• 2.5.3 中性盐雾试验（NSS）
• 2.5.4 盐水浸泡试验
• 2.5.5 电化学试验
• 2.6 镀层表面形貌观察及成分分析
• 第3章 一浴法热浸镀铝的后处理工艺
• 3.1 前言
• 3.2 后处理工艺的研究
• 3.2.1 后处理液的选择及处理方法
• 3.2.2 后处理液最佳工艺参数的研究
• 3.3 不同的后处理工艺下镀铝层的质量
• 3.3.1 不同后处理工艺下试样的表面形貌比较
• 3.3.2 不同后处理工艺下试样的表面显微结构比较
• 3.4 铝层耐蚀性对后处理工艺的评价
• 3.4.1 恒定湿热试验
• 3.4.2 交变湿热试验
• 第4章 热浸镀铝层的钼酸盐钝化工艺
• 4.1 钼酸盐钝化膜工艺研究
• 4.1.1 成膜工艺的选择及处理方法
• 4.1.3 成膜最佳工艺参数的研究
• 4.1.4 补充试验
• 4.1.5 最佳成膜工艺范围的确定
• 4.2 钼酸盐转化膜的耐蚀性能
• 4.2.1 钼酸盐转化膜的盐雾试验（NSS）
• 4.2.2 钼酸盐转化膜的耐盐水浸泡性能
• 4.2.3 钼酸盐钝化膜的电化学性能研究
• 4.3 钝化膜成膜机理及耐蚀性机理的探讨
• 4.3.1 成膜机理的探讨
• 4.3.2 耐蚀性机理的探讨
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢