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钢铁常温发黑研究

周红

   1.综述了钢铁常温发黑的机理和应用研究现状,分析了影响常温发黑的各种因素。在硒-铜体系常温发黑的基础上,研究了一种新型钢铁常温磷化发黑溶液,得到了防护和装饰性能优良的磷化发黑膜。 2.以A3钢为基体材料,以发黑膜的外观质量和耐蚀性为评价标准,采用对比实验和单因子实验方法,研究了常温发黑液各组分和工艺因素对发黑膜性能的影响,得到了钢铁常温发黑的溶液配方和工艺参数:亚硒酸2~5g/L,硫酸铜1~4g/L,硝酸镍1~3g/L,磷酸二氢锌2~5g/L,磷酸2~4mL/L,柠檬酸1~2g/L,OP-10乳化剂1~3mL/L,光亮剂1~3g/L,pH1.5~2.5,发黑温度15~40℃,发黑时间4~12min,空停时间2min。 3.在单因子实验的基础上,采用正交实验研究了影响发黑膜性能的主要因素,得到了影响膜性能的主要因素的主次关系如下:1)外观,亚硒酸=硫酸铜>硝酸镍>磷酸二氢锌;2)耐蚀性,硝酸镍>硫酸铜>亚硒酸>磷酸二氢锌;3)膜重,亚硒酸>硫酸铜>硝酸镍>磷酸二氢锌。同时得到了最佳发黑溶液配方:亚硒酸5g/L,硫酸铜2g/L,硝酸镍1g/L,磷酸二氢锌2g/L,磷酸2mL/L,柠檬酸2g/L,OP-10乳化剂2mL/L。 4.采用物理测试、盐水浸泡、硫酸铜点滴和电化学测试等方法测试了膜层的耐蚀性、结合力和膜重,同时采用X射线衍射仪对发黑膜晶态特征和组成物进行了分析,金相显微镜和扫描电镜测定了发黑膜的微观形貌。结果表明:1)3%硫酸铜溶液点滴超过60s;2) 3%氯化钠溶液浸泡超过3h;3)极化曲线表明发黑膜的自然腐蚀电流相比钢铁基体小很多,说明耐蚀性有很大的提高;4)用脱脂棉擦拭膜表面200次不露出基体;5)热振实验无鼓泡和起皮现象。实验所得发黑膜层色泽黑亮、均匀致密、结合力强、具有很好的耐蚀性。 5.通过添加实验,得到了发黑液处理量,在配方不作任何调整的情况下,发黑液处理量为0.6m~2/L,通过调整,发黑液处理量可以达到1.7m~2/L。 6.以镀锌A3钢片为基体材料,以钝化膜的耐蚀性为评价标准,采用单因子实验研究了钝化液各组分和工艺因素对钝化膜性能的影响,得到了钢铁镀锌层钝化溶液配方和工艺参数:钼酸钠15~30g/L,磷酸钠8~15g/L,乙醇胺10~15g/L,磷酸30~40mL/L,硅溶胶1~3g/L,pH1~3,钝化温度30~50℃,钝化时间0.5~2min,空停时间30s。采用该方法,可在钢铁镀锌层得到蓝黑色钝化膜,膜层均匀致密、色泽光亮,耐蚀性较好,能够为镀锌钢铁提供良好的防护。……   
[关键词]:钢铁;常温;发黑;耐蚀性;钝化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:山东大学2009年
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