热浸Zn-Ni合金镀层技术的研究与应用

综述了近年来国内外热浸Zn-Ni合金镀层技术（Techn igalva）的研究及生产应用现状.与常规热镀Zn层相比,在Zn浴中加入约0.04～0.09%的Ni获 得的镀层厚度适宜,外观更光亮、平滑,并有较好的耐蚀性和粘附性.     

镍对热镀锌耐蚀性的影响

对Q235和Q345两种材料表面热浸镀纯Zn和Zn－Ni合金，研究Ni对热镀锌耐蚀性的影响。采用中性盐雾试验对镀层耐蚀性测试，将纯Zn镀层和Zn-Ni合金镀层进行对比，并用电子天平称量试样重量变化。结果表明Zn－Ni合金镀层比纯Zn镀层更耐腐蚀。     

迅速发展中的汽车用镀层钢板

本文介绍近年来世界各国迅速发展的汽车用具有高防腐蚀性能的合金化热浸镀层、电镀锌、电镀锌合金、有机复合镀层、热镀铅锡合全、热浸铝等高性能系列镀层钢板产品的工艺、性能和用途。     

装饰性Zn-Ni/Ni-P镀层的研究

为进一步提高镀层的耐蚀性、降低脆性,在含有缩合物添加剂的镀液中制备了结晶为14～33nm的Zn-Ni合金镀层.采用SEM、XRD对镀层的微观形貌及相组成进行了研究.将此Zn-Ni合金镀层作为底层,制备了双层Zn-Ni/Ni-P镀层,结果表明:双层镀层的耐蚀性比装饰铬组合镀层提高1倍以上,而且镀层的氢脆大大降低,尤其适合于高强度零件的电镀.     

电沉积Zn—Ni合金的耐蚀性研究

在含锌的合金电镀中,已报道的有Zn—Ni,Zn-Sn,Zn-Fe,Zn-Co和Zn-Cd.其中以Zn-Ni和Zn-Fe合金电镀被认为最有发展前途.关于Zn-Ni合金镀层优异耐蚀性的认识源于这样一个实验:四十年代美国宾西法尼亚3S公司(Standerd Steel Spring)在钢铁上先镀一层4μm Ni,后镀一层同样厚度的锌,然后在370℃以下热扩散30到120分钟,得到具有4种晶相的Zn-Ni合金.其腐蚀试验表明,8μm的Zn-Ni合金经盐雾试验1536小时,表面只有2%区域出现腐蚀,同样厚度的Zn镀层,试验1000小时,有25%出现锈蚀.经大气腐蚀试验16个月,这种合金无任何腐蚀,而5μm厚的镍镀层大气试验1个月有25%出现锈蚀.但这种工艺并未获得推广,因为大多数电镀车间并不配备这样的加热炉.然而,Zn-Ni合金所具有的优异防腐蚀性能却大大的推动了人们直接从水溶液中获得Zn-Ni合金的研究.文献[3]介绍了已发表的各种配方与工艺,但其中最关键的光亮剂都以“添加剂”二个字给保密起来了.事实上没有光亮剂的Zn-Ni合金镀层是十分粗糙的,其防护能力不算高.Zn-Ni合金镀层在国内大规模的应用尚不多.在日本,1984年住友金属工业公司,有两条Zn-Ni合金电镀生产线,年产44.4万吨Zn-Ni合金钢板.     

Zn-Ni合金防腐涂层技术研究进展

Zn-Ni合金涂层技术是近年发展起来的防腐涂层新技术,与锌涂层相比,该涂层具有十分优异的腐蚀防护性能。随着工业的发展,Zn-Ni合金涂层将会成为锌的替代性涂层,在钢铁腐蚀防护领域得到广泛应用,极具发展前景。文中介绍了用电镀、热浸镀、热喷涂和渗镀的方法制备Zn-Ni合金涂层的主要进展情况,讨论了Zn-Ni合金涂层的腐蚀防护机理,指出了今后应把开发Zn-Ni合金基材作为Zn-Ni合金涂层技术获得突破的关键,把开发Zn-Ni复合涂层作为扩大Zn-Ni合金涂层应用的手段,同时应加强对Zn-Ni合金涂层耐腐蚀机理的研究,为Zn-Ni合金涂层技术的研究和应用提供理论指导。     

锌层对镀锌钢板力学性能指标的影响

通过对热镀纯锌、电镀纯锌、预磷化电镀纯锌和热镀锌铁4种钢板去锌前后力学性能的对比研究，定量分析了锌层对镀锌钢板力学性能指标的影响规律。在此基础上探讨了镀锌钢板冲压成形的变形机理，结果显示：与电镀纯锌、预磷化电镀纯锌和热镀纯锌镀层相比，锌铁合金镀层的延展性较差，变形过程中镀层和基板之间的不协调显著降低了钢板的整体成形性能。     

文献资源：文摘辑要——《材料保护》：2008年第11期

钢丝热镀Zn—Al—Mg合金层及其电化学腐蚀行为,纯镁材表面Zn,Al混合粉合金扩渗形成的机制,热浸镀锌钝化液能研究,不锈钢渗铝它的表面组织、成分及其耐熔锌腐蚀的性能,稀土铈和镁对热浸铝镀层耐蚀性能的影响,Zn-Ni—La合金镀层的耐蚀性研究……     

欧洲家电工业涂镀层板使用概况

欧洲家电工业消耗的镀层钢板约扣万t／a，约占该领域使用钢板总数的一半，而热镀锌钢板占镀层板总数的50％。英国、法国和丹麦镀层产品使用比例最高。在整个欧洲热镀锌是主要镀层产品，特别是在“热”（炉子和炊具）和“湿”（洗衣机、干燥器）领域。仅英国和丹麦情况例外，那里电镀锌和预涂层钢盛行，此外整个欧洲“冷”（冰箱、冷冻器）领域内预涂层产品占统治地位。为了降低成本和改进耐蚀性，预计热镀锌产品使用量将稍有增加；而为了提高产品质量、降低成本和环境保护，将稍减少电镀锌板的消耗同时大大增加预涂层产品的用量。1995年欧盟…     

Q195钢双镀Galfan合金镀层组织及耐蚀性

为在结构钢件表面获得质量优良的高耐蚀性Galfan合金镀层,尝试在450℃先预镀纯锌再浸镀Galfan合金的双镀方法,并研究预镀时间和浸镀时间对镀层组织及耐蚀性的影响。结果表明,450℃预镀5 s以上的纯锌后再浸镀Galfan合金,镀层表面质量优良。镀层主要由Fe_2Al_5-Znx、FeAl_3-Znx和合金液的凝固组织组成,没有Fe-Zn化合物。随预镀时间增加,FeAl3-Znx+G(液相凝固组织)层变厚;随浸镀时间的增加,Fe_2Al_5-Znx层厚度逐渐增加,并逐渐形成FeAl_3-Znx层。FeAl3-Znx+G两相层在浸镀60 s以下均能稳定存在。通过电化学测试发现,双镀Galfan合金镀层耐蚀性明显优于纯锌镀层,但延长浸镀Galfan合金时间会降低镀层的耐蚀性。     

镀铝锌彩涂板与镀锌彩涂板耐蚀性能对比研究

目的：研究热浸镀彩涂板常用金属镀层（铝锌合金镀层与纯锌镀层）对彩涂板耐蚀性能的影响。方法通过断面金相、SEM及EDS能谱、循环腐蚀试验和电化学阻抗测试(EIS)等方法,全面对比研究相同单面镀层厚度的镀铝锌与镀锌彩涂板的耐蚀性能。结果在长达250个循环（共计2000 h）的腐蚀试验中,镀锌彩涂板出现了严重的红色锈迹,而镀铝锌彩涂板并未出现明显腐蚀。在 EIS 测试中,两种彩涂板最初的阻抗值约为2×109Ω· cm2,浸泡2 d后镀锌彩涂板阻抗值急剧下降至1.165×108Ω· cm2;浸泡前期,镀铝锌彩涂板阻抗值缓慢下降,15 d后从6.979×108Ω·cm2急剧下降至2.984×107Ω·cm2。EIS等效电路拟合参数表明,镀铝锌彩涂板的电荷转移电阻比镀锌彩涂板高,相应的双电层电容低。SEM和EDS测试结果显示,铝锌合金镀层由底层合金层和外层的富铝和富锌的两相结构组成,而纯锌镀层则由底层合金层和外层纯锌层组成。结论铝锌合金镀层具有独特的富铝和富锌两相结构,使得同等镀层厚度的镀铝锌彩涂板比镀锌彩涂板具有更高的耐蚀性能。     

Zn-Ni合金镀层中添加第三种元素和纳米颗粒的研究新进展

介绍了在汽车、航空航天等行业中得到广泛应用的钢铁零件电镀Zn-Ni合金镀层,以及往碱性、氯化物等锌镍合金镀液中加入Fe、Co、Mn、Ce、P等第三种元素所获得的锌镍三元合金镀层,具有更优良的耐腐蚀性、催化性等性能的情况。介绍了往Zn-Ni合金镀液里加入氧化硅、氧化铈、氧化钛、氧化铝、碳化硅等纳米颗粒的进展情况,发现含有纳米颗粒的锌镍复合镀层具有耐腐蚀性、耐磨损性、热稳定性更好,硬度更高等优点。梳理了2016年以来在Zn-Ni合金电镀中添加第三种元素和纳米颗粒的多层镀层研究新进展。从Zn-Ni单一镀液中沉积Ni-P和Zn-Ni合金多层镀层时,在低电流密度下沉积出Ni-P层;在较高电流密度下,沉积出含3.2%P的Zn-Ni-P合金镀层,这种多层镀层可以大幅度提高钢铁零件的防腐蚀性能。介绍了在含12%Ni的Zn-Ni镀层上镀覆Ni-Co-SiC纳米复合镀层的情况,这种多层结构既可以提高镀层的结合力,又可提高其在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。该复合镀层是一种硬度高、磨损量低的新型Zn-Ni合金复合镀层。     

扩散处理对23MnCrNiMo54热浸镀铝钢耐蚀性的影响

对23MnCrNiMo54热浸镀铝热扩散前后的涂层结构、电化学性能和中性盐雾腐蚀进行分析。结果表明,扩散前表面涂层呈致密的铝-铁铝层结构,扩散后表面涂层转化为带裂纹和孔洞的铁铝层。扩散前后的表层自腐蚀电流低于23MnCrNiMo54钢自腐蚀电流两个量级,扩散后自腐蚀电位最高,表层材料耐腐蚀性增加。盐雾试验发现,23MnCrNiMo54钢抗腐蚀性较差,1 h出现锈点,热浸镀铝后显著提升抗腐蚀性,24 h尚未出现明显锈点,热浸镀铝涂层对23MnCrNiMo54钢的耐腐蚀性有明显改善。热浸镀铝再经扩散处理后,4 h出现锈点,扩散前后23MnCrNiMo54钢在中性盐雾中的耐腐蚀性差异较大。造成这种差异的原因主要是扩散后涂层上的缺陷和涂层较基体更低的电位。      

锌镍合金电镀钢板低铬钝化工艺研究

应用正交试验优选锌镍(8%～10%Ni)合金镀层钝化液配方;讨论了钝化液PH值、钝化液、温度、钝化时间和干燥温度对钝化膜耐蚀性的影响;提出了一种低铬、快速钝化新工艺.该工艺所得锌镍合金镀层钝化膜稳定性好,其耐蚀性比未钝化的高2倍以上.     

国外钢板热镀锌技术进展

介绍了国外近10余年来钢板带热镀锌工艺的技术进展概况，主要包括美钢联法生产线；汽车用IF钢合金化镀锌板；最近十年新开发的高耐蚀合金镀层；高温退火炉；高耐蚀耐磨沉没辊；气刀；高频感应加热合金化炉及内加热式锌锅等内容。此外，还阐述了热浸镀锌汽车用高强度钢板，热镀锌电磁移动场磁流本封闭式镀锌锅以及热轧钢板热镀锌的发展趋势。     

装载缓蚀剂的蒙脱土对环氧涂层耐蚀性能的研究

将不同比例的装载缓蚀剂蒙脱土和环氧树脂混合制备出纳米复合环氧涂层。根据电化学阻抗谱 (EIS) 和盐雾实验对涂层的耐蚀性进行表征。结果表明,3%装载蒙脱土环氧涂层的水扩散系数为9.89×10^-11 cm²/s,孔隙率为2.22×10^-8,整个浸泡过程中阻抗值在10⁹ Ωcm²以上,表现出最佳的耐蚀性。     

热镀锌无铬自润滑涂层及性能试验研究

目的 改善热镀锌板成形条件,减少冲压成形工序.方法 研发了一种热镀锌自润滑板,采用扫描电镜研究了热镀锌自润滑涂层的微观结构及成分,采用X射线荧光光谱仪测量了膜重.通过中性盐雾试验、摩擦系数测定、烘烤前后色差变化、涂敷凡士林后色差变化等方法,研究了涂层膜厚对耐蚀性、自润滑性、耐热性、耐指纹性、耐水性的影响,并得出最佳性能的膜层厚度控制范围.结果 自润滑膜层为一种有机-无机混合的致密环保涂层,其在NSST/72 h条件下锈蚀面积小于5％,摩擦系数小于0.10,涂敷凡士林后色差变化值小于1,具有良好的自润滑性、耐蚀性、耐指纹性、耐水性等性能,满足用户的冲压成形条件.结论 自润滑涂层的耐蚀性、耐热性、耐指纹性、耐水性等性能均已达到,甚至超越了现有无铬钝化的水平.涂层自润滑性、耐蚀性、耐指纹性随膜厚的增加而增强,耐热性随膜厚的增大而变差,膜厚对耐水性无明显影响.控制涂层膜厚为0.9～1.6g/m2,可确保涂层具有更加优良的稳定的自润滑性、耐蚀性和耐热性.     

双一[γ一（三乙氧基硅）丙基]四硫化物处理热镀铝锌层的耐蚀性研究

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(BTESPT)硅烷钝化液对热镀铝锌钢板进行了钝化处理.研究了在5%NaCl溶液中未钝化、硅烷钝化及铬酸盐钝化热镀铝锌钢板的极化曲线和电化学交流阻抗谱.通过中性盐雾试验比较了硅烷钝化膜与铬酸盐钝化膜的耐蚀性能.结果表明:经硅烷钝化液钝化后的热镀铝锌钢板,其腐蚀电位和电流密度下降,极化电阻增大,硅烷钝化膜抑制了热镀铝锌钢板的腐蚀过程,使得耐蚀性能远远高于铬酸盐钝化后的热镀铝锌钢板.     

热镀锌层在模拟湿热酸性大气环境中的耐蚀性研究

目的研究Q420钢表面热镀锌工艺中,Zn和Zn-Al-Ni-RE合金镀层在酸性铜离子加速盐雾试验条件下的耐蚀性能。方法 Q420钢表面预处理后进行热镀锌,根据GB 6460—1986进行铜加速醋酸盐雾腐蚀试验,对比纯Zn镀层与Zn-Al-Ni-RE合金镀层的耐蚀性。结果 Ni,RE等元素的加入使镀层表面光亮,组织更加细密。在酸性铜离子加速实验进行到192 h时,纯锌镀层的腐蚀质量损失是合金镀层的2.7倍;72 h后纯锌镀层出现红锈,120 h后合金镀层出现红锈,说明Zn-Al-Ni-RE合金镀层比纯Zn镀层更耐腐蚀。结论通过适量添加Al,Ni与稀土元素,能使Q420钢合金镀层的耐蚀性能大幅度提高。     

Effect of porosity of phosphate coating on corrosion resistance of galvanized and phosphated steels Part II: Evaluation of corrosion resistance

The effect of porosity of phosphate coatings on the corrosion resistance of ungalvanized (UG), electrogalvanized, and hot dip galvanized steels is evaluated in this study. The corrosion resistance of phosphatized and painted steel is related to the integrity and continuity of phosphate and paint layers, and pores in the phosphate layer affect the corrosion resistance of material. The porosity of the phosphate coating was evaluated by using the cathodic polarization electrochemical test. To evaluate the corrosion resistance of the phosphatized and painted steels, they were submitted to accelerated corrosion tests. As was expected, the creepback from the scribe increased with the increase in porosity. This behavior was evident for UG steel, but less evident for galvanized steels due to cathodic protection and/or barrier effect of the zinc coating.