一种环保型硅酸盐钝化液的配制与耐腐蚀性能研究

摘要

传统铬酸盐钝化很广泛的运用到镀锌层保护中，但是传统铬酸盐钝化中会产生六价铬化合物，因为其具有高毒性和致癌性，严重污染环境，并对人体产生危害，在实际生产过程中，造成了社会危害和经济损失。因此，必须研发出绿色环保的钝化工艺来替代传统铬酸盐钝化工艺。硅酸盐钝化工艺由于无毒、污染小、成本低，将得到了研究者的广泛关注与研究。
　　本文研究出绿色环保型硅酸盐钝化液工艺，用来代替有毒的铬酸盐钝化工艺。该硅酸盐钝化形成的钝化膜具有良好的外观、致密性和耐腐蚀性能。该钝化液以硅酸钠为主成膜剂;含有有机酸与双氧水等有效物质。通过正交实验和单因素实验，讨论各成分对镀锌层钝化膜的影响，并讨论了各个工艺条件（钝化温度、钝化时间、pH值等）对钝化膜的形成与耐腐蚀性的影响。该钝化液的组成和工艺条件为:35g/LNa2SiO3，10mL/LH2O2(30％)，5mE/L H2SO4(98％)，2g/LCuSO4，5g/L有机酸，10g/L NaNO3，pH值为2.0，钝化温度为50℃，钝化时间为30s，60～70℃老化5～10min。实验材料为热浸锌钢材，该钝化膜通过醋酸铅点滴实验，盐水浸泡实验，中性盐雾实验以及化学测试等方法对钝化样品进行耐腐蚀性能研究，并对硅酸盐钝化工艺的工业扩大实验及应用前景进行研究与分析。
　　通过研究，该硅酸盐钝化液可形成外表均匀、耐腐蚀性好的彩色钝化膜，具有无毒、污染小、成本低的优点，可代替传统污染大的铬酸盐钝化，解决了该行业的环境污染问题，具有良好的开发运用前景。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景

1．3 研究现状

1．3．1 三价铬钝化工艺

1．3．2 低铬钝化工艺

1．3．3 稀土钝化工艺

1．3．4 有机酸钝化工艺

1．3．5 钼酸盐钝化工艺

1．3．6 硅酸盐钝化工艺

1．4 本论文的研究内容及意义

第二章 实验原料、仪器和方法

2．1 实验药品和仪器

2．1．1 实验药品

2．1．2 实验仪器和测试仪器

2．2 热浸锌片的制备、钝化膜的制备及实验方案

2．2．1 热浸锌片的制备

2．2．2 钝化膜的制备

2．2．3 钝化工艺的确定

2．2．4 钝化工艺的优化

2．3 钝化膜的实验测试方法

2．3．1 盐水浸泡实验

2．3．2 醋酸铅点滴实验

2．3．3 盐雾试验

2．3．4 钝化膜附着力测试

第三章 硅酸钠钝化液的配制与研究

3．1 引言

3．2 硅酸盐钝化膜的制备

3．2．1 钝化及封闭工艺

3．2．2 钝化实验研究

3．3 结果与讨论

3．3．1 钝化液中各组分对钝化膜性能的影响

3．3．2 钝化工艺条件对钝化膜外观和性能的影响

3．3．4 硅酸盐型钝化液配方以及工艺条件

第四章 硅酸盐钝化工艺的成膜机理、耐腐蚀性能测试

4．1 硅酸盐钝化膜的形成机理分析

4．1．1 硅酸盐钝化膜的化学反应过程

4．1．2 氧化剂双氧水在成膜过程的作用

4．2 硅酸盐钝化膜的耐腐蚀性能测试

4．2．1 中性盐雾试验(NSSS试验)

4．2．2 醋酸铅点滴实验

4．2．3 盐水浸泡实验

4．2．4 钝化膜的附着力测试

4．2．5 硅酸盐钝化膜的电化学研究

第五章 硅酸盐钝化工艺的工业扩大实验及应用前景

5．1 硅酸盐钝化工艺生产应用的主要研究内容

5．2 硅酸盐钝化工艺放大实验

5．2．1 试验方案与仪器

5．2．2 放大实验工艺条件

5．2．3 放大实验的实验材料

5．2．4 硅酸盐钝化液稳定性考查

5．2．5 硅酸盐钝化液的维护和管理

5．2．6 硅酸盐钝化液的用途和市场分析

第六章 结论与展望

参考文献

攻读学位期间申请的专利和发表论文

声明

致谢