合金化镀锌钢板钝化工艺的研究及应用

1　前　言
       合金化热镀锌钢板表面的Zn-Fe合金镀层具有优异的涂着性,也具有良好的耐蚀性。但在涂漆状态下使用时,漆层并非完全致密,存在着众多的微孔,外界的液态腐蚀介质会渗透进去,到达漆层与Zn-Fe合金镀层的交界面,形成缝隙腐蚀(氧的浓差腐蚀)。由于缝隙腐蚀具有很强的侵蚀性,Zn-Fe合金镀锌层对它的抵御能力不够，不能满足用户对合金化镀锌板制造铁路车辆的耐蚀性要求。按武钢现行国外钝化工艺处理的合金化镀锌板,虽能对此有所改善,亦不能满足用户的需要。
       为了使合金化镀锌板这种高效钢材更高效,满足用户需求,以武钢钢研所为主开展实验室研试,建立了命名为WXDⅢ的新型钝化工艺,生成的钝化膜作为合金化镀锌层与涂漆层之中介层,在保持优良涂着性的前提
下,使“钝化膜+涂漆层”的耐蚀性得到大幅度提高。随后,钢研所与冷轧厂共同进行了用WXDⅢ钝化液处理合金化镀锌带钢的工业性试验,试制出WXDⅢ钝化合金化镀锌钢卷340吨,并配合用户长沙重型机器厂用以制造YZ22型铁路客车。研试及应用取得了满意的结果。
2　实验室试验方法
2.1　试片表面净化处理
       将武钢冷轧厂生产的未经钝化处理的合金化镀锌板,剪切成规格(单位mm)为50×100的试片,并在一角钻孔后,按如下步骤进行表面净化处理:
       丙酮擦洗→MgO糊浆刷洗→自来水冲刷→去离子水漂洗(2道)→无水乙醇漂洗→滤纸吸干,冷风吹干。
2.2　钝化工艺流程及试验装置
       为使试验条件尽可能接近工业生产条件,实验室钝化试验的工艺流程定为:
       钝化液浸渍→热风烘干。
       钝化试验装置见文献[1]。
2.3　油漆的涂刷
       将云母氧化铁底漆调匀,用毛刷涂在试片一面90%长度的面积上。涂漆部位为考核部位,其余部位作参考。
2.4　性能检验
       用中性盐雾试验来检验“钝化膜+涂漆层”的耐蚀性和涂着性。试验在“YQ-25D”型气流式盐雾箱内进行。主要试验条件是:(1)NaCl浓度5%±0.5%;(2)盐雾沉降率1～2ml/h*80cm2;(3)试验以连续喷雾8h,停止喷雾闭箱自然冷却       16h为一周期,周而复始地进行;(4)每周期末检查试片状态时，为区分NaCl沉积物与白锈,先用去离子水轻轻冲洗试片表面,溶掉NaCl。此外,用划圈试验和冲击试验来检验干燥漆层的附着性。
3　钝化液配方的探求
3.1　钝化液组分的选择
       鉴于三氧化铬CrO3是镀锌层钝化技术领域中公认为较好的钝化剂,决定选用之。
       除钝化剂外,附加剂的种类、含量、附加剂与钝化剂之间以及各附加剂之间的交互效应,是影响钝化效果的关键。国内外有关文献曾分别介绍甲、乙、丙等化学剂,在加速成膜反应、增进溶液浸润性、增强钝化膜耐蚀性、改善钝化膜与涂料的附着性、维持钝化液性能稳定等方面,具备各有侧重、程度不等的作用。本课题的前身选用甲、乙、丙三种化学剂作为附加剂,成功地研究出适用于连续镀锌钢带、钢丝的WXDⅠ钝化工艺[1]。为此,仍以这三种化学剂作为附加剂。
       待研制的WXDⅢ钝化工艺针对的基材不是纯Zn层而是Zn-Fe合金层(其中含Fe 10%左右),钝化后还要进行涂漆这一后步处理,钝化膜将不是
       在裸露状态下而是在基材与涂漆层的夹层中低御腐蚀。结合这些特点来探求溶液四组分含量的*佳比例和*佳浓度,以确定*佳配方,就成为本项研究的主要内容。