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1、鋼鐵件無(wú)磷無(wú)鉻鋯鹽處理的研究現(xiàn)狀??頻道：表面處理節(jié)能減排服務(wù)平臺(tái)??發(fā)布時(shí)間：2011-08-26鋼鐵件無(wú)磷無(wú)鉻鋯鹽處理的研究現(xiàn)狀陸飚（1）黃清安（2）（1、武漢迪賽高科技研究發(fā)展有限公司；2、武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院）摘要：本文介紹了鋼鐵件（或鍍鋅鋼板）上無(wú)磷、無(wú)鉻，鋯鹽預(yù)處理技術(shù)。該技術(shù)是以氟鋯酸（鹽）為主要原料的、環(huán)保型表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)。其發(fā)展趨勢(shì)是將鋯鹽預(yù)處理技術(shù)與硅烷偶聯(lián)劑成膜技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成耐蝕性優(yōu)良，與后續(xù)涂層的附著力強(qiáng)的有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化膜層，可用于涂裝前處理。關(guān)鍵詞：鋼鐵、無(wú)磷、無(wú)鉻、氟鋯酸、有機(jī)/無(wú)
2、機(jī)雜化膜層。前言環(huán)保、節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展的要求，促使人們尋找替代鋼鐵件涂裝前的磷化處理的新工藝；摒棄鉻酸鹽鈍化處理，開(kāi)發(fā)出無(wú)鉻鈍化處理新工藝。綜合文獻(xiàn)資料可知：基于納米級(jí)ZrO2的鋯鹽處理技術(shù)；有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)化膜技術(shù)；以稀土金屬鹽為基礎(chǔ)的成膜技術(shù)；以及有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化轉(zhuǎn)化膜技術(shù)等，在無(wú)磷化、無(wú)鉻化轉(zhuǎn)化膜技術(shù)中顯現(xiàn)各自的優(yōu)點(diǎn)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，成為替代磷化、鉻化處理的幾路主力軍。本文將重點(diǎn)介紹鋯鹽（以氟鋯酸（鹽）為主要原料）的處理技術(shù)在鋼鐵件或鍍鋅（或鍍鋁）的鋼鐵件防腐蝕處理中的應(yīng)用，供同仁參考。???1.鋯鹽
3、處理技術(shù)在鋼鐵件涂裝前處理中的應(yīng)用采用氟鋯酸（鹽）為主要原料，通過(guò)涂覆（或浸漬、或噴淋等）方法在被保護(hù)的基體上：如鋼鐵件、鍍鋅或鍍鋁件、鎂合金、鋁合金，乃至塑料制件上，形成納米—陶瓷質(zhì)的ZrO2轉(zhuǎn)化膜，被稱之為鋯鹽處理，簡(jiǎn)稱鋯化處理。其工藝特點(diǎn)是：環(huán)保、節(jié)能、減排、轉(zhuǎn)化膜質(zhì)量較高、操作簡(jiǎn)便、成本低等。鋼鐵件涂裝前處理以前多用磷化處理或鉻酸鹽鈍化處理，它們可以提供較好地防腐蝕性，與后續(xù)涂層有較好地附著力，因此一直沿用下來(lái)。由于環(huán)保要求，人們采用鋯鹽處理來(lái)替代磷化或鉻化處理。下面將分別介紹用鋯鹽處理鋼鐵件或鍍鋅（鋁）的鋼鐵件的
4、現(xiàn)狀。1．1鋼板表面陶瓷膜的制備及其性能王雙紅等人【1】在家用電器用的冷軋板上，以氟鋯酸鹽為鋯化溶液，在冷軋板上獲得納米—陶瓷ZrO2膜。報(bào)道的鋯化液如下：應(yīng)用氟鋯酸1.00─3.00g/LpH3.8─4.8；硝酸銅0.01─0.05g/L；氟化氫銨0.20─0.60g/L；0P─10表面活化劑少量，采用堿性脫脂劑脫脂→自來(lái)水洗→去離子水洗→鋯化處理（16─18℃20min）→干燥(120℃20min)，可獲得藍(lán)色的納米、無(wú)磷陶瓷膜，其耐蝕性如下。??表1、陶瓷膜的極化曲線參數(shù)t(處理)/minEcorr./vJcorr.
5、/(μA·cm-2)Rp/（Ω）Nss(16℃120h)0-0.73613.371347嚴(yán)重腐蝕5-0.69210.142260未見(jiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象10-0.64110.002823未見(jiàn)腐蝕現(xiàn)象從表1可知，鋯化處理后，自腐蝕電位Ecorr.正移、自腐蝕電流密度下降、極化電阻增大。表明鋼鐵件經(jīng)鋯化處理后耐腐蝕性能提高了。膜與環(huán)氧樹(shù)脂漆層或聚氨酯漆層的結(jié)合力為0級(jí)（優(yōu)異），因而鋯化處理技術(shù)能滿足涂裝的要求。文獻(xiàn)【2】報(bào)道在45#鋼上進(jìn)行鋯化處理，鋯化液的主要成分是氟鋯酸和硝酸。經(jīng)優(yōu)化選擇，氟鋯酸為160mg/L,pH=4(用Na
6、OH或36%HNO3調(diào)整)，控制pH在3.8─4.8之間為宜。操作如下：在35℃時(shí)浸漬5min，取出冷風(fēng)吹干，然后在100℃保溫10min。獲得的鋯化轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性好，與未處理的基體相比，鋯化處理的膜的極化電阻（Rp）約增加1倍。自腐蝕電流密度Jcorr.為57.12μA/cm2,而裸鋼的Jcorr.為97.55μA/cm2；自腐蝕電位Ecorr.也正移了。此結(jié)果也證明鋯化處理可以提高鋼的防腐蝕能力。為了進(jìn)一步提高鋼鐵件的防腐蝕性能，近年來(lái)將鋯鹽（化）處理與硅烷處理結(jié)合起來(lái)，形成有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化膜。Kiruthika,P等人
7、【3】報(bào)道在低碳鋼上用溶膠—凝膠法獲得有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化膜。采用3—縮甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（3—Glycidoxypropyltrimethoxysilane,簡(jiǎn)稱為3-—GPTS）。同鋯—n—丙氧化物生成溶膠，把低碳鋼浸漬在上述溶膠液中，在一定條件下，形成有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化膜。再用紫外光固化，在250℃溫度下熱處理2h，可獲得納米復(fù)合涂層（簡(jiǎn)稱為GZ）。電化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如表2.表2、不同的復(fù)合涂層浸漬1小時(shí)后的試樣在3.5%Nacl中電化學(xué)數(shù)據(jù)樣品表面處理Ecorr.(v,vs.SCE)Jcorr./(A·cm-2)Poros
8、ity%基體未0.8392.11E-6-─GZ---─I未0.4896.34E-79.30GZ---─I用等離體處理0.7383.72E-90.04由表2可知：經(jīng)過(guò)鋯鹽與硅烷聯(lián)合形成的復(fù)合涂層的耐蝕性有較大的提高：Ecorr.正移分別是350mv和101mv，自腐蝕電流密度Jcorr.下降1─3個(gè)數(shù)量級(jí)
