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老化測(cè)試設(shè)備

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不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜外觀與耐蝕性的影響
時(shí)間:2017-09-13T11:09:14 | 閱讀:3347

自20世紀(jì)60~70年代,國(guó)外成功研究了鍍鋅層銀鹽、銅鹽的六價(jià)鉻黑色鈍化工藝,且在生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用以來,國(guó)內(nèi)外專家關(guān)于鍍鋅鈍化機(jī)理、工藝、配方等方面的研究一直在不斷地深入發(fā)展,且取得了非常多成果。鍍鋅鈍化的研究大多都是基于改善鈍化膜的外觀、耐蝕性能、環(huán)保性等方面進(jìn)行。然而,影響鈍化膜性能的因素除鈍化本身外,作為基礎(chǔ)的電鍍鋅層的質(zhì)量也至關(guān)重要。

電 鍍

國(guó)內(nèi)電鍍鋅按電鍍?nèi)芤嚎煞譃樗拇箢悾呵杌镥冧\、鋅酸鹽鍍鋅、鉀鹽鍍鋅、硫酸鹽鍍鋅。不同類型、不同質(zhì)量的鋅層在同一鈍化條件下所得鈍化膜外觀及耐蝕性能會(huì)有所差異[4~8]。本文分別以堿性鋅酸鹽鍍鋅添加劑、鉀鹽鍍鋅油溶性添加劑、鉀鹽鍍鋅水溶性添加劑條件下,所得鋅層為基礎(chǔ),研究了不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜外觀與耐蝕性的影響,最終確定可使鈍化膜兼具功能性與裝飾性的電鍍添加劑。

1實(shí)驗(yàn)

1.1試劑及儀器基材為相同規(guī)格的鋼鐵件。

氧化鋅(分析純,四成化學(xué)試劑公司);氫氧化鈉(工業(yè)級(jí),天津渤天化工有限責(zé)任公司);鋅粉(分析純,四成化學(xué)試劑公司);氯化鋅(分析純,四成化學(xué)試劑公司);氯化鉀(電鍍級(jí),葫蘆島海隆化工有限公司);硼酸(工業(yè)級(jí),上海世硼貿(mào)易有限公司);硝酸(分析純,四成化學(xué)試劑公司);堿性鋅酸鹽鍍鋅添加劑628(武漢吉和昌化工科技股份有限公司);鉀鹽鍍鋅油溶性添加劑801(武漢吉和昌化工科技股份有限公司);鉀鹽鍍鋅水溶性添加劑808(武漢吉和昌化工科技股份有限公司);低鹽霧三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑Cr-B1N(武漢吉和昌化工科技股份有限公司);BJ-200高效水基清洗劑(武漢百潔科貿(mào)有限公司)。

PHS-3C型雷磁PH計(jì)(上海儀器科學(xué)股份有限公司);DHG-9075A型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);XB-OTS-60精密型鹽霧試驗(yàn)機(jī)(東莞市欣寶有限公司);FB-9517型全無油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)(上海捷豹壓縮機(jī)制造有限公司);CJJ78-1磁力加熱攪拌器(無錫市華東化學(xué)試劑有限公司);JE-1002電子天平(上海蒲春計(jì)量?jī)x器有限公司)。

1.2實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1工藝流程除油、除銹→水洗→電鍍鋅→水洗→出光→水洗→鈍化→水洗→熱風(fēng)吹干1.2.1.1除油BJ-200高效水基清洗劑3%θ 50℃t 浸洗3min1.2.1.2電鍍鋅①掛鍍,堿性鋅酸鹽鍍鋅添加劑628系列氧化鋅 12g/L氫氧化鈉 125g/L628A 14~16ml/L628B 1ml/L628C 20ml/LJk 2~4A/dm2t 20min②掛鍍,鉀鹽鍍鋅油溶性添加劑801系列氯化鉀 220~230g/l氯化鋅 65g/L硼酸 30g/L801A 1ml/L801B 30ml/LJk 1~2A/dm2t 10min③掛鍍,鉀鹽鍍鋅水溶性添加劑808系列氯化鉀 220~230g/L氯化鋅 65g/L硼酸 30g/L808A 1ml/L808B 30ml/LJk 1~2A/dm2t 10min1.2.1.3出光稀硝酸 3‰t 1~3s1.2.1.4鈍化低鹽霧三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化劑Cr-B1N濃度 30ml/L溫度2 0~35℃pH值 2.0t 40s攪拌均勻空氣攪拌。

1.3中性鹽霧測(cè)試根據(jù)GB/T9791-2003鋅、鎘、鋁-鋅合金和鋅-鋁合金的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜試驗(yàn)方法和GB/T6461-2002金屬基體上金屬和其他無機(jī)覆蓋層經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后的試樣和試件的評(píng)級(jí),進(jìn)行中性鹽霧測(cè)試與評(píng)級(jí)[9~10]。中性鹽霧試驗(yàn)操作指標(biāo)如表1:

中性鹽霧試驗(yàn)操作指標(biāo)

表1中性鹽霧試驗(yàn)操作指標(biāo)

2結(jié)果與討論

2.1不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜外觀的影響使用不同電鍍鋅添加劑,在同一鈍化工藝條件下,對(duì)鈍化膜外觀如表2:

不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜外觀的影響表

表2不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜外觀的影響表

由表2可以看出,不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜外觀的影響不同,其中堿鋅628、酸鋅801所得鋅層鈍化后的膜層較使用酸鋅水溶性添加劑808所得鋅層鈍化后的膜層更加光亮,但酸鋅801所得鋅層鈍化后的膜層較易發(fā)黃。

2.2不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜耐鹽霧性能的影響使用不同電鍍鋅添加劑,在同一鈍化工藝條件下,對(duì)鈍化膜耐鹽霧性能的影響,結(jié)果如表3所示:

不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜耐鹽霧性能的影響

表3不同電鍍鋅添加劑對(duì)鈍化膜耐鹽霧性能的影響

鹽霧測(cè)試結(jié)束后,工件出現(xiàn)白銹面積對(duì)比,如圖1~4所示

鹽霧測(cè)試結(jié)束后,工件出現(xiàn)白銹面積對(duì)比

鹽霧測(cè)試結(jié)束后,工件出現(xiàn)白銹面積對(duì)比

鹽霧測(cè)試結(jié)束后,工件出現(xiàn)白銹面積對(duì)比

鹽霧測(cè)試結(jié)束后,工件出現(xiàn)白銹面積對(duì)比

由表3可得出,未經(jīng)鈍化的酸鋅和堿鋅鋅層均沒有耐鹽霧性能;酸鋅使用水溶性添加劑808所得鋅層鈍化膜耐中性鹽霧時(shí)間最長(zhǎng),同一鈍化工藝條件下,甚至超過使用添加劑628所得堿鋅鋅層鈍化膜。

由圖1~4可知,經(jīng)歷36小時(shí)鹽霧試驗(yàn)后,酸鋅水溶性添加劑808配合三價(jià)鉻鈍化劑Cr-B1N所得鈍化膜的白銹面積小于分別經(jīng)歷24小時(shí)鹽霧試驗(yàn)的堿鋅添加劑628加三價(jià)鉻鈍化劑Cr-B1N和經(jīng)歷20小時(shí)鹽霧試驗(yàn)的酸鋅油溶性添加劑801加三價(jià)鉻鈍化劑Cr-B1N所得鈍化膜產(chǎn)生的白銹面積。

由此可知,同一鈍化工藝條件下,使用酸鋅水溶性添加劑808所得鋅層鈍化膜的耐鹽霧性能較好。在實(shí)際應(yīng)用過程中,甚至可在同等鈍化條件下替代中低端堿鋅,使鈍化膜兼具功能性與裝飾性。

電鍍鋅是進(jìn)行鈍化處理的基礎(chǔ),也是保證鈍化膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素。若鋅層分散性、致密度較差,厚度較薄,即使有良好的鈍化液,適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)、設(shè)備條件以及技術(shù)高超的操作人員,也無法獲得符合質(zhì)量要求的鈍化膜。酸鋅水溶性添加劑808,其主光亮劑可完全水溶,無刺激性氣味,輔助劑中只含少量載體光亮劑,因此,槽液中有機(jī)物含量較使用油溶性添加劑大幅減少,所以鋅層中夾雜的有機(jī)雜質(zhì)也相應(yīng)降低,鍍鋅層分布更加均勻致密,從而極大程度上改善了鈍化膜的外觀與耐鹽霧性能,使之在同一鈍化工藝條件下,更加均勻美觀,耐蝕性能更加優(yōu)異。

3應(yīng)用實(shí)例

在鑄鐵件上,往往采用鋅酸鹽鍍鋅,但其存在電流效率低,上鋅慢等缺點(diǎn),而傳統(tǒng)鉀鹽鍍鋅光亮劑分散性差,鋅層脆性大,難以滿足市場(chǎng)要求。鉀鹽鍍鋅水溶性光亮劑808恰到好處地彌補(bǔ)了兩者存在的缺點(diǎn),在同等厚度及鈍化條件下,其外觀及耐蝕性能較中低端堿性鋅層更具優(yōu)越性。青島某電鍍廠掛鍍鑄鐵件產(chǎn)品,先后使用國(guó)內(nèi)多家公司提供的油性光亮劑,均出現(xiàn)低區(qū)凹槽處發(fā)黑現(xiàn)象,且發(fā)黑處無法形成鈍化膜,在使用鉀鹽鍍鋅水溶性光亮劑808后,低區(qū)凹槽部分完全變亮,鈍化后更加均勻美觀,如圖5所示:

6.jpg

鈍化后更加均勻美觀除掛鍍件外,滾鍍件也同樣會(huì)因鍍鋅添加劑的不同,在同一鈍化條件下,得到不同質(zhì)量的鈍化膜。深圳某電鍍廠,使用鉀鹽鍍鋅水溶性光亮劑808,滾鍍所得產(chǎn)品鈍化后,得到高質(zhì)量的鈍化膜,如圖6所示:

圖6

圖6(a.未鈍化;b.三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化;c.三價(jià)鉻黑色鈍化)

在標(biāo)準(zhǔn)件上,用傳統(tǒng)鉀鹽鍍鋅光亮劑所得工件,鈍化后顏色相差較大。采用水溶性光亮劑808所得鋅層,鈍化后顏色更加均勻美觀。浙江衢州某標(biāo)準(zhǔn)件電鍍廠,使用鉀鹽鍍鋅水溶性光亮劑808加三價(jià)鉻藍(lán)白鈍化后,所得產(chǎn)品如圖7所示:

圖7

4結(jié)論

⑴電鍍鋅是進(jìn)行鈍化處理的基礎(chǔ),也是保證鈍化膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

⑵酸鋅水溶性添加劑,因其鋅層中夾雜的有機(jī)雜質(zhì)大幅減少,鍍鋅層分布更加均勻致密,從而極大程度上改善了鈍化膜的外觀與耐鹽霧性能,使之在同一鈍化工藝條件下,更加均勻美觀,耐蝕性能更加優(yōu)異。

⑶在實(shí)際應(yīng)用過程中,酸鋅水溶性添加劑甚至可在同等鈍化條件下替代中低端堿鋅,使鈍化膜兼具功能性與裝飾性。

鹽霧試驗(yàn)箱

Q-fog CRH鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱