楊冬+馬連眾+田春艷

摘 要：為進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)硅化劑的耐腐蝕性，討論了不同硅化時(shí)間、硅化溫度等參數(shù)對(duì)無(wú)機(jī)硅化涂層耐腐蝕性的影響，結(jié)果表明，在70℃、硅化時(shí)間10min時(shí)可以獲得均勻致密的無(wú)機(jī)硅化涂層。

關(guān)鍵詞：硅化劑；耐腐蝕性；無(wú)機(jī)硅化涂層；冷軋鋼板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.013

1 前言

在機(jī)械加工中，部分冷軋鋼板工件在進(jìn)行硅化處理時(shí)對(duì)耐腐蝕性要求較高，在這種情況下要不斷改進(jìn)硅化工藝條件，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。筆者經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比不同硅化時(shí)間、硅化溫度下CuSO4滴定時(shí)間和3%NaCl溶液浸泡時(shí)間，得出最佳的工藝條件。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及工藝流程

本實(shí)驗(yàn)采用冷軋鋼板，尺寸為100mm×30mm×2mm。

氟硅酸鋅（98%，湖北武漢），酒石酸（99%，河南鄭州），甘氨酸、氟化鈉、丙三醇、三乙醇胺和鉬酸銨（分析純），脫脂劑、OP-10和鹽酸（市售工業(yè)級(jí)）。

工藝流程：

預(yù)脫脂→水洗→主脫脂→水洗→水洗→除銹→水洗→水洗→硅化→水洗→去離子水洗→干燥→后續(xù)處理

2.2 硅化劑組成及工藝條件：

氟硅酸鋅10g/L，酒石酸2g/L，甘氨酸2g/L，0.1氟化鈉2g/L，OP-10 0.5g/L，丙三醇0.1g/L，三乙醇胺0.05g/L，鉬酸銨0.5g/L，pH2.5～3，硅化時(shí)間3～20min。

化學(xué)試劑為分析純，用去離子水配制硅化劑。

3 結(jié)果與討論

3.1 溫度對(duì)無(wú)機(jī)硅化涂層的影響

本硅化劑適用溫度廣，從10～95℃均能獲得耐腐蝕性較好的無(wú)機(jī)硅化涂層。考察溫度對(duì)無(wú)機(jī)硅化涂層耐腐蝕性的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表1，硅化時(shí)間為10min。

從表1的數(shù)據(jù)觀察，無(wú)機(jī)硅化涂層的耐腐蝕性先是隨著溫度的升高而增強(qiáng)，在70～80℃之間達(dá)到最佳效果，而后隨著溫度的升高有所下降。在10～20℃之間，無(wú)機(jī)硅化涂層的耐腐蝕性相差不大，CuSO4滴定時(shí)間只相差3min，而且3%NaCl溶液浸泡時(shí)間也只相差2h。溫度上升到70℃以后，耐腐蝕性有了顯著增強(qiáng)，這是由于隨著溫度的升高，氟硅酸鋅與冷軋鋼板表面的反應(yīng)速率加快，無(wú)機(jī)硅化涂層的厚度增加。在70～80℃之間耐腐蝕性最佳，說(shuō)明此區(qū)間溫度均較佳。溫度升高到95℃，硅化劑出現(xiàn)微量沉淀，耐腐蝕性稍有下降。

3.2 硅化時(shí)間對(duì)無(wú)機(jī)硅化涂層的影響

從表2的數(shù)據(jù)觀察，無(wú)機(jī)硅化涂層的耐腐蝕性先是隨著硅化時(shí)間的增加而增強(qiáng)，到10min時(shí)達(dá)到最佳，此后隨著硅化時(shí)間的增加略有降低。反應(yīng)5min，無(wú)機(jī)硅化涂層的CuSO4滴定時(shí)間可達(dá)到37min，3%NaCl溶液浸泡時(shí)間為100h，說(shuō)明硅化劑在較短的時(shí)間內(nèi)即可形成耐腐蝕性令人滿意的硅化涂層，且耐腐蝕性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)磷化液。

4 結(jié)論

通過(guò)考察硅化溫度和硅化時(shí)間對(duì)無(wú)機(jī)硅化涂層耐腐蝕性的影響，不難看出，若要在冷軋鋼板上得到耐腐蝕性能最佳的硅化涂層，工藝條件應(yīng)該在70℃條件下反應(yīng)10min。如果考慮實(shí)際生產(chǎn)中的成本，由于5min和10min的生成無(wú)機(jī)硅化涂層耐腐蝕性相差不大，因此在滿足無(wú)機(jī)硅化涂層質(zhì)量的前提下，可以選擇在70℃條件下浸泡5min作為最佳工藝條件。

而對(duì)于耐腐蝕性要求不高的冷軋鋼板工件，可以選擇40～50℃進(jìn)行硅化處理，以降低成產(chǎn)成本。

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本文系滄州市科技局項(xiàng)目《冷軋鋼板表面硅化工藝及性能研究》研究成果，課題編號(hào)：151101001