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热镀锌钢板无铬钝化剂的研究

作　者: 黄大勇
导　师: 张霞
学　校: 东北大学
专　业: 化学工程
关键词: 热镀锌钢板无铬钝化钝化剂硅烷钝化膜
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

热镀锌钢板是在冷轧钢板上进行热浸渍涂镀上一层锌,利用锌的阳极保护作用来保护基底钢板。由于热镀锌钢板表面易发生腐蚀,在热镀锌层表面容易形成灰暗色,在存贮过程中发生白锈或黑变,需要进行钝化处理来提高其耐腐蚀性能,延长热镀锌钢板的使用寿命。传统的钝化处理一般是使用含有一定浓度六价铬的处理液处理镀锌钢板,在镀锌钢板表面形成一层铬酸盐保护膜。在最近几十年中,人们对铬酸盐的毒性有了深刻的认识：我国已经严格规定了工作场合的铬酸盐浓度水平,使用时须被告知铬酸盐可导致的健康危险；美国OSHA (职业安全与健康协会)也限制了工作场合空气中含量≤1mg/m3。伴随世界各国环保意识的日益增强,取代六价铬的污染已经日趋紧迫,因此必须进行无铬钝化药剂的研究和开发。目前,热镀锌钢板无铬钝化剂的核心技术主要集中在欧美、日本等先进国家,无铬钝化剂产品全部都是国外进口的产品或是外国的技术在中国生产。本文通过查阅大量国内外文献资料,并结合热镀锌钢板在以后的应用的实际出发,总结出了热镀锌钢板钝化膜需要评价的标准和方法。然后根据钝化基本理论知识,使用元素周期表中各种与铬具有相似性质的元素替代铬元素,再复配有机硅烷溶液,通过考察热镀锌钢板钝化膜的各项性能,并在正交设计实验的基础上,优化出最优配方,最后通过筛选实验,最终得到最优的原料组成和它们之间的最佳配比。实验结果表明：当钝化液的pH值在3.7～4.7之间,密度在1.003～1.063g/cm3之间,固体份在13%～15%之间,板温在80～120℃时,钝化膜性能(耐黑变、耐黄变、耐溶剂、涂装性能)完全达到进口产品(CT-E356PS/SG-158)的同等水平。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-26
  1.1 金属钝化荆的基础理论知识  11-14
    1.1.1 金属钝化过程的基本原理  11
    1.1.2 金属钝化的分类  11-12
    1.1.3 热镀锌钝化膜的性能  12-13
    1.1.4 热镀锌钝化膜的应用  13-14
  1.2 热镀锌钢板钝化剂的研究现状  14-21
    1.2.1 六价铬钝化剂  14-16
    1.2.2 三价铬钝化剂  16
    1.2.3 无铬钝化剂  16-21
  1.3 本文研究的目的和研究内容  21-22
    1.3.1 本文的研究日的  21-22
    1.3.2 本文的研究内容  22
  1.4 开发方案设计  22-26
    1.4.1 设计思想  22-23
    1.4.2 热镀锌钢板无铬钝化剂原料的选择  23-24
    1.4.3 设计方案  24-26
第2章实验部分  26-34
  2.1 实验仪器及设备  26-27
  2.2 药品和材料  27
  2.3 钝化液的配制  27-28
    2.3.1 钝化液的组成  27
    2.3.2 工艺流程  27-28
    2.3.3 操作步骤  28
  2.4 热镀锌钢板钝化工艺  28-29
  2.5 钝化膜的质量评定  29-34
    2.5.1 钝化膜评价方法  29-32
    2.5.2 钝化膜评价标准  32-34
第3章实验结果与讨论  34-67
  3.1 实验结果  34-42
    3.1.1 配方试制与评价  34-42
  3.2 DOE正交实验设计  42-49
    3.2.1 正交实验设计表的选择  42-43
    3.2.2 实验结果及分析  43-49
  3.3 筛选及适用性实验  49-66
    3.3.1 产品物性指标测定  50-51
    3.3.2 钝化膜性能评价实验  51-66
  3.4 小结  66-67
第4章结论  67-69
参考文献  69-74
致谢  74

热镀锌钢板无铬钝化剂的研究

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