冷轧钢板表面硅化层耐腐蚀性能研究

杨冬+马连众+徐全才+郑翔

摘 要：采用氟硅酸盐、促进剂等复合制备出无机硅化剂，在冷轧钢板表面形成无机硅化涂层，并进行中性盐雾试验性能测试，与传统磷化处理液进行对比。结果表明该无机硅化涂层可通过504h中性盐雾试验，表现出与对比产品相当的性能，具有良好的市场应用前景。

关键词：硅化剂；耐腐蚀性；盐雾试验

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.030

1 前言

由于冷轧钢板具有冲压性能优良、涂装性能好、价格低廉等优点，因此被广泛应用于汽车制造、工业设备、家电等领域，但是冷轧钢板的腐蚀会给其应用带来很大影响。磷化技术是现如今被广泛应用于金属涂装前处理行业的一种金属防腐技术，但是磷化技术固有的污染问题与环保日益相悖。近年来，有关环保型涂装前处理技术的研究活动，推动了磷化替代技术的发展与应用。本文利用氟硅酸盐、促进剂等制备出硅化剂，通过表征方法与日本某公司磷化膜进行对比，研究了所制备的硅化膜的耐腐蚀性能。

2 实验部分

2.1 实验材料及工艺流程

本实验采用冷轧钢板，尺寸为100mm×30mm×2mm。

氟硅酸锌（98%，湖北武汉），酒石酸（99%，河南郑州），甘氨酸、氟化钠、丙三醇、三乙醇胺和钼酸铵（分析纯），脱脂剂、OP-10和盐酸（市售工业级）。

工艺流程：

预脱脂→水洗→主脱脂→水洗→水洗→酸洗除锈→水洗→水洗→硅化→水洗→去离子水洗→干燥→后续处理

2.2 硅化剂组成及工艺条件

氟硅酸锌10g/L，酒石酸2g/L，甘氨酸2g/L，0.1氟化钠2g/L，OP-10 0.5g/L，丙三醇0.1g/L，三乙醇胺0.05g/L，钼酸铵0.5g/L，pH2.5～3，硅化时间10min。

化学试剂为分析纯，用去离子水配制硅化剂。

3 结果与讨论

3.1 裸膜中性盐雾试验结果

冷轧钢板分别用硅化剂和日本某商用磷化液在30℃条件下浸泡10min，形成转化膜。图1为两种转化膜裸膜进行20min盐雾试验后的结果。从图1可知，两种转化膜裸膜的耐盐雾试验性能较差，两者都出现了不同程度的红锈现象。两种转化膜的腐蚀程度相近，说明其耐中性盐雾腐蚀能力相近。

3.2 在转化膜上涂覆聚氨酯漆的中性盐雾实验结果

将分别用硅化剂和日本某商用磷化液在30℃条件下浸泡10min后的冷轧钢板试样涂聚氨酯漆进行504h中性盐雾试验。实验结果如图2所示。

由图2可知，本文所制备的无机硅化涂层涂覆聚氨酯漆后，在划痕处没有出现严重的扩蚀、脱漆、起泡等劣化现象，与对应的日本某商用磷化膜涂聚氨酯漆的中性耐盐雾试验性能差距较小。

盐雾试验说明所制备的无机硅化涂层具有优异的耐盐雾性能，与日本某商用磷化膜相当，可满足504h中性盐雾试验的工业要求。

4 结论

在30℃下，以本文所制备的硅化剂处理冷轧钢板10min，可以在冷轧钢板表面获得性能优异的无机硅化涂层，表现出与市场上应用的日本某磷化膜相当的性能，可满足504h中性盐雾试验要求，有良好的市场应用前景。

参考文献：

[1]孟祥超，赵丹.表面调整剂对磷化膜的影响[J].汽车工艺与材料，2011（03）.

[2]刘玉章，马源 .冷轧钢板表面碳富集程度对磷化处理的影响[J]. 材料保护，2014（47）.

[3]焦斌，衣守志，杜天源，李睛，张林，冯瑞沁.环保型水基防锈剂的合成及其性能[J].材料保护，2015（48）.

[4]陈义庆，徐小连，李天统，钟彬，肖宇，艾芳芳，李琳.表面粗糙度对冷轧钢板磷化质量的影响[J].腐蚀与防护，2011（09）.

[5]方震.化学转化膜的发展动态[J].电镀与涂饰，2009（09）.

[6]刘倞，胡吉明，张鉴清，曹楚南.金属表面硅烷化防护处理及其研究现状[J].中国腐蚀与防护学报，2006（01）.

[7]王耀祖.ST12型冷轧板涂装前处理的研究[D].大连工业大学，2015.

[8]王云龙.冷轧钢板表面复合硅烷膜的制備与性能研究[D].合肥工业大学，2015.