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【簡介】
通過預(yù)鍍富Zn鍍層，可提高Zn-Ni合金鍍層的耐蝕性及抗石擊性。以純Zn和各種不同Ni含量的Zn-Ni合金層作為總鍍層質(zhì)量為20g/m^2的Zn-Ni合金鍍層的電鍍底層，研究富Zn底層對微觀結(jié)構(gòu)、耐蝕性及抗石擊性、Zn-Ni合金鍍層鋼板磷化性，以及磷化膜對漆層附著力的影響。從鹽霧試驗的紅銹時間與鍍層Ni含量之間的關(guān)系可以得出以下結(jié)論：當鍍層Ni含量為10．5％－11．5％時，鍍層的耐蝕性最大。在循環(huán)腐蝕試驗中，Zn-Ni合金鍍層的耐蝕性劣于底層Ni含量較高的試樣。在實際生產(chǎn)線的試驗中，增加酸洗液HCl濃度，降低最初電鍍槽電流密度，可提高鋼板的抗石擊性，也可提高最后電鍍槽的電流密度以及鍍層鋼板的磷化性和漆層附著力。
關(guān)鍵詞 ：電流密度 電沉積 電鍍 涂層 腐蝕 石擊 酸洗 磷化 性濕附著力
1 前言
zn—Ni合金鍍層因其優(yōu)良的耐蝕性已被應(yīng)用于汽車工業(yè)。由于其依然存在諸如涂裝后耐蝕性及抗石擊性差等問題，阻礙了zn—Ni合金電鍍技術(shù)在汽車上的應(yīng)用。許多研究人員致力于zn— Ni合金電鍍鋼板涂裝后的抗石擊性及耐蝕性的改進。Lin等人在研究酸浸洗過程中閃鍍層微裂紋的發(fā)展時，發(fā)現(xiàn)微裂紋與鍍層主體之間的機械嚙合作用能提高涂層鋼板附著力和成形性。w.S.Cho等人研究了鍍層Ni含量對zn—Ni合金電鍍鋼板完全涂裝后抗石擊性的影響。其結(jié)果說明，當鍍層Ni含量超過11%時，抗石擊性就下降。
有研究報告指出，降低電鍍初始階段的電流密度，就能在鍍層與鋼基板之間獲得良好的結(jié)合力及抗石擊性，這是因為初始階段沉積的zn—Ni合金層晶體異質(zhì)外延生長。Y.S.Jin等人研究了酸洗液中HC1濃度對抗石擊性的影響，發(fā)現(xiàn)通過增加HC1濃度會在鋼板表面形成微觀的凹凸不平，從而提高其抗石擊性。Oishi等人發(fā)現(xiàn)，酸洗過程中由于晶界磷偏析的選擇性溶解而形成凹坑，并與zn—Ni合金鍍層產(chǎn)生機械嚙合效應(yīng)后，就能提高其抗石擊性。
除抗石擊性外，對于汽車車身用zn合金電鍍鋼板來說，耐蝕性及漆層的附著力也是極其重要的。許多研究人員的研究結(jié)果證實，Ni含量為10% ～15%的7相的zn—Ni合金鍍層具有高耐蝕性，因為其表面會形成富Ni層所具有的保護性zn腐蝕產(chǎn)物層。zn—Ni合金電鍍鋼板的磷化性對耐腐蝕性、漆層附著力及表面外觀等特性具有一定的影響。有些研究人員研究了鍍層Ni含量對磷化性的影響，其結(jié)果顯示Ni含量超過13% 的zn—Ni合金鍍層具有很好的磷化性。有些研究報告指出，均勻的低P含量Fe—P合金層能促進磷化反應(yīng)，改善涂裝后漆層的濕附著力，減少漆層氣孔。
通過預(yù)鍍富Zn鍍層，可提高Zn—Ni合金鍍層的耐蝕性及抗石擊性。以純zn和各種不同Ni含量的zn—Ni合金層作為總鍍層質(zhì)量為20g/m2zn—Ni合金鍍層的電鍍底層，研究富zn底層對微觀結(jié)構(gòu)、耐蝕性及抗石擊性、zn—Ni合金鍍層鋼板磷化性，以及磷化膜對漆層附著力的影響。
2 實驗方法
2.1 電沉積zn—Ni合金的準備
選用DDQ冷軋鋼板作為試驗原板，使用酸性硫酸鹽體系鍍液，利用試樣尺寸為120(W )×200( L)×0.8mm( T)的試驗裝置進行電鍍試驗，采用EGL(電鍍鋅生產(chǎn)線)所用的電鍍?nèi)芤簽樵囼炿婂內(nèi)芤骸ｋ婂冊囼炃埃嚇愉摪逍杞?jīng)堿性脫脂劑脫脂，用蒸餾水沖洗后，再用8%HC1溶液進行酸洗處理。通過改變鍍液溫度、pH值、流速、電流密度、鍍液中金屬離子和雜質(zhì)含量等工藝參數(shù)，研究zn—Ni合金鍍層中Ni含量的變化。電鍍工藝條件及試樣的詳細說明見表1。然后，取實際生產(chǎn)線上生產(chǎn)的電鍍鋼板試樣進行對比試驗。試驗時，實驗室試樣與生產(chǎn)線試樣一起放人汽車生產(chǎn)流水線，隨車進行噴淋磷化處理，而后進行涂裝處理。涂裝時，首先獲得20tma厚陰極電泳底漆，其次是30um厚中間漆，最后是40 um厚面漆。
2.2 微觀結(jié)構(gòu)特性分析
用EPMA測定鍍層中Ni含量，用SEM觀察鍍層表面形貌，用x射線衍射分析儀分析鍍層相結(jié)構(gòu)，用AEs(俄歇電子能譜)和GDS(輝光光譜)分析鍍層中Ni的深度分布情況。
2.3 物理性評估
評估涂裝后zn—Ni合金鍍鋼板的濕附著力時，先將試樣浸泡于40 純水中，10天后取出。然后，在試樣表面劃上網(wǎng)格后，在1h內(nèi)進行膠帶剝離試驗。在一40 條件下，使用碎石儀，對完全涂裝后的試樣進行石擊試驗。碎石顆粒大小為2.5—5mm，碎石數(shù)量為350～400。以鹽霧試驗時開始出現(xiàn)紅銹的時間來評價電鍍狀態(tài)鍍層(即未經(jīng)任何后處理的鍍層)的耐蝕性，采用循環(huán)腐蝕試驗方法，研究涂裝后zn—Ni合金鍍鋼板的腐蝕行為。循環(huán)腐蝕試驗條件見表2。
