电镀锌及硅酸盐钝化工艺研究

论文摘要

本文研究了电镀锌和镀锌层硅酸盐无铬钝化工艺,主要研究内容包括以下几个方面:以电镀锌工艺体系作为研究对象,对各种体系的优缺点进行了对比,并选择氯化物钾盐镀锌。通过正交优化实验确定了氯化钾镀锌工艺的最佳工艺条件:ZnCl2:80g/L:KCl:200g/L;H3BO3:35g/L;主光亮剂:2ml/L;载体光亮剂:10ml/L;辅助光亮剂:6ml/L;pH:5.0;电流密度:1～1.5A/dm2。确定了硅酸盐钝化工艺的最佳条件:Na2SiO3:20g/L;H2SO4:3g/L;H2O2:30g/L;添加剂:10ml/L;pH值:2.5;钝化时间:60s。研究了各工艺因素对氯化钾镀锌工艺中镀层外观质量的影响,试验结果表明:镀液中主光亮剂卞叉丙酮的含量过低则镀层黯淡无光,表面粗糙,不平滑,含量过高则试片高电流密度区易烧焦,析氢现象严重,边缘效应明显;载体光亮剂含量过低则卞叉丙酮无法溶解,镀层粗糙不平滑,含量过高则低电流密度区域发黑光亮范围缩小;辅助光亮剂含量过低则光亮范围小,低电流密度区域发黑,含量过高则边缘效应明显且镀层表面发黄;镀液PH值过低则析氢严重,pH值过高则镀层表面发雾,光亮性变差,镀液出现浑浊;镀层厚度随电镀时间的变长而变厚。研究了影响钝化膜耐蚀性的因素,结果表明,钝化时间、温度、pH值、钝化液各组分含量对钝化膜的耐蚀性影响很大,偏离了其最佳值钝化膜的耐蚀就会明显降低,其它工艺条件如老化时间、干燥方式对钝化膜耐蚀性也有较明显的影响,老化时间以24h最佳,干燥方式采用热风干燥。而空气中停留时间对耐蚀性影响很微弱,5s较好。将硅酸盐钝化工艺与其它各种无铬钝化工艺进行了对比试验,结果表明:硅酸盐钝化液具有良好的稳定性,硅酸盐钝化膜的耐腐蚀性明显好与其他无铬钝化膜,该工艺在代替镀锌铬酸盐钝化方面具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 电镀锌的国内外研究现状与市场概况
• 1.3 无铬钝化工艺的研究现状
• 1.4 金属钝化膜的成膜与耐蚀机理
• 1.5 本课题的研究意义
• 第二章 电镀锌工艺的研究
• 2.1 电镀体系的选择
• 2.2 实验方法
• 2.3 电镀添加剂的研究
• 2.4 氯化钾光亮镀锌工艺条件的确定
• 2.5 工艺条件对镀层外观质量的影响
• 2.6 小结
• 第三章 硅酸盐钝化工艺的研究
• 3.1 实验方法
• 3.2 硅酸盐体系钝化工艺条件的确定
• 3.3 工艺条件对钝化膜耐蚀性的影响
• 3.4 钝化液的稳定性
• 3.5 小结
• 第四章 硅酸盐钝化与其它无铬钝化工艺的对比
• 4.1 实验方法
• 4.2 钼酸盐钝化
• 4.3 稀土金属盐钝化
• 4.4 植酸体系钝化
• 4.5 硅酸盐钝化
• 4.6 硅酸盐钝化与其它无铬钝化工艺耐蚀性的对比
• 4.7 小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A（攻读学位期间发表论文目录、所从事科研项目）
• 附录B（本论文的图表清单）