热镀锌产品三价铬钝化工艺的研究

   日期:2021-09-13     浏览:128    
核心提示:1媒介镀锌是今朝外钢铁外表防护的首要手法之一,镀锌钢板因其具备精良的防侵蚀功能宽泛用于汽车制作、家电、修建以及航空等畛
 

1·媒介

镀锌是今朝外钢铁外表防护的首要手法之一,镀锌钢板因其具备精良的防侵蚀功能宽泛用于汽车制作、家电、修建以及航空等畛域。然而镀锌层正在空气中或许湿润环境中容易侵蚀,孕育发生红色侵蚀产品,影响外观,同时耐侵蚀才能升高。为了减慢镀锌层的侵蚀速度,延伸其应用寿命,镀锌层需采取外表钝化解决,以进步其耐侵蚀功能。铬酸盐钝化因其工艺简略,老本昂贵,钝化成果精良,被普遍使用于金属钝化解决,但是Cr6 + 是剧毒物资,具备致癌性,重大危害人体以及环境。

今朝世界列国曾经开端采取措施严格限度Cr6 + 的应用, 开发新型无铬、环保的金属外表钝化工艺曾经遭到宽泛注重。多年来,对无毒或低毒的有机物或无机物缓蚀剂作为钝化剂进行了年夜量的钻研,如钼酸盐、钨酸盐、稀土盐、植酸、丙烯酸树脂、硅烷等。但因为这种有机物缓蚀剂构成的膜较薄,应用的剂量年夜,老本较高,抗蚀成果没有使人称心,以是三价铬化合物因为其毒性低,有着许多相似于六价铬的特点,且是人体必须的微量元素,因而遭到宽泛存眷。外钻研标明,三价铬取得的钝化膜耐蚀性已与铬酸盐取得的相称。

2·无铬钝化的品种

今朝无铬钝化次要有三个倒退标的目的:有机盐、无机物、无机-有机复合。每一一种无铬钝化都有本人的特性,但每一一种也都存正在肯定的成绩。

2.1 有机盐型

有机盐型通常分为:磷酸盐、钼酸盐、硅酸盐、钨酸盐、锆盐、钛盐、钴盐以及稀土盐。有机盐型无铬钝化具备反响迅速,设施要求低,耗费量低等特性,然而同时也具备耐侵蚀功能较差,表观容易没有平均,性能较为繁多等缺陷,并且局部金属盐的价钱十分低廉,正在经济上没有具有产业使用的才能。

2.2 无机物型

无机物型分为:植酸,羟乙叉基二膦酸、单宁酸、二氨基三氮杂茂 (BAT4)及其衍生物、苯骈三氮唑(BTA)、季铵盐等。无机钝化的优点正在于容易患到较好的外表状态,正在厚膜的状况下能够失去很好的耐侵蚀性,但存正在着耗费量较年夜,要求烘干温度较高,老本较初等缺陷,正在膜重较高的状况下外表电阻很年夜,无奈使用于导电性要求较高的场所。

2.3 无机-有机复合型

无机-有机复合型次要有:水溶性丙烯酸树脂+钼酸盐、硅烷+稀土盐、BTA+钨酸盐等。经过无机以及有机复合应用的形式,能够防止无机物钝化以及有机物钝化的一些缺陷,真正失去具备适用意思上的钝化剂。经过这一种体系失去的转化膜普通具备很好的综合功能,正在耐侵蚀性、涂装性、耐指纹性、导电性等方面具备普通钝化所达没有到的程度,能够代替耐指纹产物应用,但因为体系中应用了价钱低廉的树脂以及金属盐,要求的膜重依然很高,仍是存正在老本较高的成绩。

2.4 三价铬钝化

六价铬被公以为致癌的无害物资,但铬的没有同价态对生物体有着截然没有同的影响,微量的铬是人体必须的,三价铬是卵白质的根底,为植物代谢的须要元素,含三价铬的钝化液以及三价铬钝化板能够齐全餍足Rohs 指令的要求。三价铬钝化是从六价铬钝化天然倒退而来,正在使用性以及产物功能上根本相沿了六价铬钝化的特性,具有很好的顺应性,工艺成熟,老本昂贵。晚期三价铬钝化耐侵蚀功能较差,外观品质欠好,因此未失去产业化使用。近期,三价铬钝化产物引入了无机钝化的特性,正在三价铬钝化中退出了无机助剂,年夜年夜加强了三价铬钝化膜的耐侵蚀性、耐划擦性以及外表状态,齐全达到了六价铬钝化的程度。

三价铬钝化膜的根本特色与六价铬钝化膜相反的特色决议了三价铬产物具备耗费量低,老本低,设施要求低和耐侵蚀功能较好的特性。从惯例的六价铬钝化工艺转化为三价铬工艺十分不便。同时,关于某些消费线,烘干温度较低,采纳喷淋钝化工艺,三价铬钝化更具备很强的劣势。正在泰西,三价铬钝化失去了宽泛的注重。

3·热镀锌板孕育发生白锈的机理以及钝化原理

3.1 白锈的孕育发生

白锈的孕育发生次要来自于镀锌板外表的氧浓差侵蚀电池。正在失常状况下,锌以及氧气和二氧化碳正在镀锌板外表孕育发生致密的碱性碳酸锌,具备肯定的维护作用,防止镀锌板外表适度侵蚀。而正在含水外表,因为氧浓度的没有同招致镀锌板外表各部位电位没有同,孕育发生电位差从而孕育发生电化学侵蚀景象。迅速孕育发生年夜量红色蓬松的氢氧化锌,不维护作用,而是减速侵蚀。特地是正在存正在氯离子的状况下,更年夜年夜减速了这个进程。

 


 

3.2 钝化的原理与要求

钝化的目的是进步金属以及金属镀层的耐侵蚀性,同时提供肯定的附出力。为了添加耐侵蚀性,钝化膜需求停滞镀锌板外表发作的阴极极化反响或许阳极极化反响,通过钝化当前,镀锌板外表发作的电极反响曲线由图中的曲线1变成曲线2,从而年夜年夜减小了侵蚀电流的孕育发生,添加了外表耐侵蚀性,升高了白锈孕育发生的可能性。

普遍应用的六价铬钝化是经过六价铬的氧化复原反响,正在镀锌板外表构成一层由三价铬为骨架的三价铬/金属盐夹杂膜,水溶性六价铬能够自在从钝化膜中溶出起到再钝化作用,保障了钝化膜的再愈合性能,维护镀锌板正在划擦状况下的耐侵蚀功能。

 


 

思考到钝化膜通常作为镀锌板的外维护涂层,关于钝化膜正在耐侵蚀功能以外,还需求很好的粘附性、平均性、隔水性以及外观要求。而镀锌板钝化机组通常正在高速运转,需求钝化剂具备精良的稳固性,高温烘干性以及高反响性。

3.3 三价铬钝化原理及功能要求

三价铬钝化是从六价铬钝化倒退而来,钝化液中次要为三价铬、磷酸等,钝化膜构造依然是没有溶于水的三价铬构造。但是,三价铬钝化液中没有含六价铬,不自愈合性能,膜层构造也不六价铬钝化的严密。为了提供钝化膜足够的耐侵蚀性以及耐划擦型,三价铬钝化液中退出了相应的辅佐成膜剂,以促成钝化液的反响才能,进步钝化膜层的附出力与致密性,并提供正在破损状况下的自愈合性能。

三价铬膜层的构成是经过锌的溶解构成锌离子,同时锌离子的溶解造成锌外表溶液的PH 值回升,三价铬间接与锌离子、氢氧根等反响,构成没有溶性化合物积淀正在锌外表上,而构成钝化膜。详细反响式以下:

 


 

三价铬钝化剂普通含有如下成份:三价铬Cr(Ⅲ),氧化剂,其它金属,络合剂,成膜促成剂,封孔剂等。

4·冷轧厂热镀锌产物钝化解决工艺简介

我厂的钝化工艺恰是基于钝化的机理对镀后产物进行钝化解决,正在镀锌层的外表构成以3价以及6价铬为主的钝化膜维护镀层没有被氧化。工艺流程为镀锌板正在钝化箱喷淋钝化液,经挤干辊挤干构成钝化膜,再进行烘干使钝化膜成固态附着正在镀锌层外表没有被前面的的机器设施毁坏。

钝化膜的管制次要经过钝化槽内上下两个喷嘴的喷吹角度与方位和钝化槽后的挤干辊的压力进行管制。次要的仍是挤干辊的压力管制钝化膜的厚度。

通常实践上5千克压力孕育发生11-15mg/单面的钝化膜,6千克孕育发生7-10mg/单面的钝化膜,要求的钝化膜应该没有低于15mg/单面或年夜于30mg/平方米。好的挤干辊压力有待于实际消费中进行设定。另外钝化膜构成后的烘干也很首要,假如烘干没有钝化膜很容易被前面的辊子毁坏从而使钝化膜减薄,起没有到维护镀层的目的。

5·倒退标的目的

三价铬的毒性只有六价铬的1%阁下,齐全能够餍足Rohs 指令的要求,老本也年夜年夜低于今朝其它类型的无铬钝化产物,正在欧盟外部各年夜钢厂失去了宽泛的使用。为了克服三价铬钝化的缺点,进行了不少相干增加剂的钻研。正在退出了非凡增加剂后,能够餍足三价铬钝化正在涂装性、耐侵蚀性等方面的有余,同时保存了其老本低、耐低温、使用简捷等特性,年夜年夜加强了三价铬钝化于其余钝化形式的竞争力,延伸了三价铬钝化的生命周期。

正在应用三价铬钝化的同时,泰西的镀锌线也正在应用其它类型的纯无铬钝化产物,提供应客户没有同的抉择。日本钢铁企业更热中于无机无铬钝化的倒退。作为一种无机膜,该无铬钝化膜能够餍足多方面的功能需要,正在局部场所代替耐指纹膜的使用,年夜年夜拓展了无铬钝化的使用前景。

今朝镀锌后解决的倒退标的目的是多种功能的交融,正在管制老本的条件下餍足上游客户的多种需要。而传统的三价铬产物作为有机占主体的产物,很难餍足局部非凡需要。并且三价铬产物究竟结果仍是含铬产物,废水解决方面依然存正在肯定的压力。将来更有心愿的无铬钝化体系是采纳有机+无机复合体系,行使有机物的低老本特点加之无机物的多样性,提供没有同品质特色的产物,针对每一一类客户提供功能合乎要求的钝化板,齐全餍足客户的没有同需要。

6·论断

因为三价铬钝化无机以及有机及其余类型的无铬钝化具备显著的劣势,因此失去了宽泛的使用,但是,三价铬钝化关于设施以及现场管制提出了更高的要求,之前的消费工艺已不克不及餍足要求,必需经过一直工艺优化以及钻研,连系各自消费线的工艺设施特性,能力消费出及格的无铬钝化产物。

 









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