涂装前金属表面预处理的工艺研究

论文摘要

随着新型涂装工艺的不断发展,对涂装前金属表面预处理的要求也越来越严格。为了满足电泳涂装对磷化膜厚度小、抗碱性强的特殊要求,本文在自制的低温锌系磷化液基础上,通过加入镍盐、锰盐和羧基聚合物,并以硝基苊为促进剂,研制出了一种适用于电泳涂装的低镍、低锌锰改性常温磷化工艺。用扫描电镜和能谱仪对低锌锰改性磷化膜与普通锌系磷化膜的形貌和组成进行对比分析。并通过盐雾实验和耐碱性实验等对磷化膜的性能进行表征。实验结果表明：该磷化工艺可在常温下10分钟内在金属表面形成完整、致密、耐碱性好、抗蚀性强的Zn3（PO4）2、FeZn2（PO4）2、MnZn2（PO4）2椭球状磷酸盐晶体薄膜,其综合性能明显优于传统锌系磷化工艺。由于磷化技术工艺条件比较严格、操作和槽液维护复杂,人们在谋求代替磷化工艺的新的金属表面预处理技术方面进行了大量探讨。自组装成膜技术是一种最有潜力替代磷化及铬酸钝化的金属表面预处理方法。本研究又以聚环氧琥珀酸和有机磷化合物为主体原料进行了金属表面自组装成膜技术的研究,并探讨成膜机理。通过正交实验优化出最佳工艺条件：有机磷化合物为5 ml／L,聚环氧琥珀酸为5ml/L, LS-58为25g/L。用扫描电镜、红外透射光谱仪、红外反射光谱仪和阳极极化曲线对自组装膜的微观结构和性能进行测试分析。另外,还以锆盐、铈盐和硼酸盐等为原料,对铝表面非铬化学转化膜工艺、消耗规律及校正方法进行了深入研究,并对成膜机理进行了初步探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 钢铁磷化概述
• 1.1.1 磷化技术发展概况
• 1.1.2 磷化技术的应用
• 1.1.3 磷化技术存在的问题及发展趋势
• 1.2 自组装成膜研究概述
• 1.2.1 分子自组装成膜机理
• 1.2.2 分子自组装成膜技术的主要方法
• 1.2.3 自组装膜体系的分类
• 1.2.4 自组装膜的分析测试
• 1.2.5 自组装成膜技术的研究现状
• 1.3 铝表面皮膜剂研究概述
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 课题研究的创新点
• 第2章 电泳涂装常温磷化工艺及磷化膜性能的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 基础磷化与工艺
• 2.1.4 磷化膜的质量评定
• 2.1.5 羧基聚合物的制备
• 2.2 结果与讨论
• 2+与Ni²⁺加入量的确定'>2.2.1 Mn²⁺与Ni²⁺加入量的确定
• 2.2.2 羧基聚合物加入量的影响
• 2.2.3 硝基苊加入量的确定
• 2.2.4 不同工艺磷化膜性能的比较
• 2.2.5 磷化膜的形貌和XPS能谱分析
• 2.2.6 恒电位阳极极化法
• 2.3 本章小结
• 第3章 自组装成膜技术的应用研究
• 3.1 带油金属中的应用
• 3.1.1 实验部分
• 3.1.2 实验结果与分析
• 3.1.3 影响因素的分析
• 3.1.4 自组装膜的结构及性能表征
• 3.1.5 本节小结
• 3.2 带油带锈工件中的应用研究
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 实验结果与分析
• 3.2.3 性能测试与比较
• 3.2.4 恒电位阳极极化法
• 3.2.5 红外光谱分析
• 3.2.6 本节小结
• 3.3 本章小结
• 第4章 铝表面非铬化学转化膜的应用研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 正交实验方案的确定
• 4.2.2 正交实验方案与评定结果
• 4.3 影响因素的分析
• 4.3.1 处理时间对转化膜性能的影响
• 4.3.2 温度对转化膜的性能的影响
• 4.3.3 硫酸铈加入量对转化膜的影响
• 4.3.4 硫酸加入量对转化膜的影响
• 4.3.5 四氟化锆加入量对转化膜的影响
• 4.3.6 氟硼酸钾加入量对转化膜的影响
• 4.3.7 铝表面转化膜的形貌
• 4.4 转化膜中各组分定量分析测定
• 4.4.1 铈离子和锆离子的连续检测
• 4.4.2 硼离子的检测
• 4.4.3 氟离子的检测
• 4.5 成膜剂组分的消耗规律
• 4.6 成膜剂的校正
• 4.6.1 校正液的配制
• 4.6.2 成膜剂的监测与校正
• 4.7 成膜反应及转化膜的化学组成
• 4.8 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢