水性鋁鋅基金屬微粉涂層工藝和耐蝕機理研究

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1、水性鋁一鋅基金屬微粉涂層工藝和耐蝕機理研究摘要水性鋅一鋁基金屬微粉涂層是二十世紀六十年代后期誕生的主要用于鋼鐵表面的一種新型防銹涂層，因高耐蝕、無氫脆、處理過程少污染、適用加工的產(chǎn)品品種多，現(xiàn)已在表面處理行業(yè)占據(jù)一席之地。目前在美國、日本和歐洲等地廣泛應(yīng)用，但在我國還處于起步階段。該涂層的研究具有重要的理論和實際意義?，F(xiàn)有的產(chǎn)品及現(xiàn)行研究以鋅基金屬微粉涂層為主，并且涂層中鉻含量高。為了取代涂層中的六價鉻。使其進～步向綠色技術(shù)發(fā)展，也需要全面深入地研究該技術(shù)。本文以水性鋁一鋅基金屬微粉涂層工藝和耐蝕機理為研究重

2、點。確定了水性鋁一鋅基金屬微粉涂層處理液的配方；制定了涂層制各工藝流程：研究了處理液各組分的作用和影響涂層性能的因素；較全面地評價了涂層的耐蝕性；通過涂層結(jié)構(gòu)和涂層腐蝕行為的研究，提出了涂層保護基體的耐蝕機理。借助掃描電鏡(SEM)研究了鋁一鋅合金粉的形貌。得出金屬粉球磨后：片狀鋁粉明顯細化，但其形狀沒變：球狀鋅粉未細化，但有較大程度的變形。收集了大量資料，通過試驗驗證、分析了處理液各組份的作用。得出潤濕劑是關(guān)鍵性的組份，在涂液配制和涂覆時潤濕分散金屬粉，而且在燒結(jié)過程中作為還原劑。同時比較了磁力攪拌和超聲波

3、分散這兩種金屬粉分散方法。由于實驗采用的超聲波頻率的空化作用強，破壞了金屬粉的葉浮性且使處理液穩(wěn)定性下降，所以本文采用磁力攪拌器分散金屬粉。通過正交實驗和交互正交實驗確定了涂層處理液最佳配方，并通過實驗確定了影響涂層性能的其它因素的工藝參數(shù)，如甩液工藝參數(shù)，烘干工藝參數(shù)(80℃，l0miI"1)，燒結(jié)工藝參數(shù)(300℃，20mir1)。采用全浸試驗、大氣暴露試驗檢測了涂層的耐蝕性能，檢測結(jié)果表明涂層耐蝕性處在金屬涂鍍層耐蝕性10級標準中的3～4級，耐蝕性能良好。參照國家標準GB5270一85，采用劃格法檢驗涂

4、層的結(jié)合強度，評分為9分(滿分為l0分)。通過實驗測試了涂層的耐熱性能及孔隙率，實驗數(shù)據(jù)表明涂層的耐熱性能良好，但孔隙率過高。昆明理工大學碩士學位論文．I·水性鋁～鋅基金屬微粉涂層工藝和耐蝕機理研究采用涂層斷面金相、x射線衍射、掃描電鏡分析方法，研究了涂層微觀形貌、組織結(jié)構(gòu)、組成成份。涂層中片狀鋁粉基本上是層層疊加，鋅粉不均勻地夾雜在鋁粉中，金屬粉之間通過粘結(jié)劑秸結(jié)在一起。x射線衍射分析結(jié)果表明涂層中主要含有的物相為：Al、zn、znCr204、AlP04、Zn3(P04)2、Cr03。據(jù)以上研究結(jié)果提出了水

5、性鋁一鋅基金屬微粉涂層耐蝕機理。將該涂層對鋼／鐵基體的腐蝕防護分為兩階段：第一階段為壁壘保護階段，片狀鋁粉對腐蝕因子的擴散具有橫向?qū)蜃饔茫旱诙A段為犧牲陽極保護階段，涂層表現(xiàn)得象純金屬的多孔電極，其腐蝕為氧去極化的濃度控制。據(jù)耐蝕機理提出了～條改進和發(fā)展工藝的思路。通過改善涂層致密性、厚度均勻性和使鋁在外層富集來增強壁壘效應(yīng)。關(guān)鍵詞涂層；金屬微粉涂層；耐蝕機理：工藝昆明理工大學碩士學位論文一Ⅱ一水性鋁一鋅基金屬微粉涂層工藝和耐蝕機理研究AbstractThezinc—aluminumbasedwate卜so

6、lublemetallicmicro．powdercoatingisanewtypeanticorrosioncoatingformainlyironandstee1·Itappearedintheendof1960s，anddevelopedsorapidlybecauseofitsadVantagessuchasanticorrosionproperty，nohydr．ogenembrittlement，lespollutionandhavinglotsofproductkindofthisprocess

7、ingthatatpresentitholdsanimportantplaceinmetalfinishingindustry．A1thoughitwasappliedwidelyinUS，JapanandEurope，itjuststepsininitialstageofapplyinChina．Thestudyofthezinc-aluminumbasedwater．solublemetallicmic．ro。powdercoatingisexpectedinbeVeryimportantinbothth

8、eoryandpractice．Existingproductandcurrentresearchbelongtotinypowdercoatwithzincfundmainly，andincoatchromiumcontentishigh．ToreplacehexaValentchromiuminthiscoatingandtode．Velopitintoamore“green”technolog