镀锡板表面铬酸盐钝化膜的研究.doc

镀锡板表面铬酸盐钝化膜的研究
柳长福郭玉华
摘要研究了镀锡板表面铬酸盐钝化膜中的含铬量与铬酸盐浓度、温度、阴极钝化电流密度、钝化电量的关系。用增加了钝化膜含铬量的低锡量镀锡板与E1、E2的常规镀锡板进行了盐雾对比试验,孔隙率对比试验,并且用增加了钝化膜含铬量的低锡量镀锡板进行了涂附性能和焊接性能试验。用XPS对钝化膜的组成进行了分析。关键词镀锡板铬酸盐钝化膜
STUDIESONCHROMATEPASSIVATIONFILMONTINPLATESURFACE
LiuChangfuGuoYuhua(WuhanIron&SteelCorp.)
SynopsisStudiesarecarriedoutontherelationshipbetweenthechromiumcontentinthechromatepassivationfilmofthetinplatesurfaceandtheconcentrationandtemperatureofchromate,theintensityofthecathodicpassivationcurrentandthequantityofelectricity.SaltspraycomparisontestandporosityratiocomparisontestbetweenthelowtinplatewithincreasedCrpassivationfilmandconventionalE1andE2tinplateaswellastestsontheadhesivenessandweldabilityofthelowtinplatewithincreasedCrpassivationfilmarealsoconducted.BaseduponthetestresultsconstitutionofthepassivationfilmisanalyzedusingXPS.Keywordstinplatechromatepassivationfilm
1前言
镀锡板是制作食品饮料罐的重要原材料。随着人们生活水平的提高,镀锡板的需求量也在增加。生产中带钢经镀锡、软熔以后,为了防止镀锡板在贮存或涂料烘烤时氧化发黄［1］,提高镀锡板的耐蚀性、耐硫化、变黑性等［2］,要对镀锡板进行钝化处理。最常用的钝化处理方法之一是铬酸盐阴极钝化处理。这种铬酸盐钝化膜很薄,但具有很好的耐蚀性。虽然人们曾试图采用其它的钝化处理方法来取代铬酸盐钝化处理方法,但均因耐蚀性能等不及采用铬酸盐钝化处理而难以在工业生产中推广应用,因此,目前在镀锡板的生产中广泛使用的还是铬酸盐钝化处理。为了降低镀锡板的生产成本,减少锡的消耗,人们生产出各种规格的低锡量电镀锡板,但镀锡层减薄以后,必然降低镀锡板的耐蚀性,对此,可增加镀锡板表面铬酸盐钝化膜厚度的方法来弥补其耐蚀性。目前,常规镀锡板表面铬酸盐钝化膜较薄,其钝化膜含铬量为4～7mg/m2,而日本1.1～1.3g/m2的低锡量镀锡板表面铬酸盐钝化膜的金属铬量达7～13mg/m2,金属铬表层的水合铬氧化物的量达7～13mg/m2,有的低锡量电镀锡板表面钝化膜中金属铬含量甚至达到90～110mg/m2,水合铬氧化物的量达到10～15mg/m2［2］。因此,可以在镀锡板的镀锡量降低以后,增加表面铬酸盐钝化膜的厚度,使钢板表面的耐蚀性不至因镀锡量的降低而受到大的影响。这种方法特别是对于印铁干装盒及啤酒、汽水瓶盖等的低锡量镀锡板更为适用。为此,我们开展试验,研究了镀锡板表面铬酸盐钝化膜含铬量与钝化液浓度、温度阴极钝化电流密度、钝化电量的关系,并研究了增加镀锡板表面钝化膜厚度以后对镀锡板的耐蚀性能、涂附性能及焊接性能的影响,还用XPS对钝化膜的组成进行了分析。
2试验方法
2.1试样制备(1)镀锡原板:镀锡原板采用厚度0.23mm的优质低碳钢。(2)镀锡:电流密度为12.58A/dm2,镀锡量用库仑法测定。(3)软熔:采用电阻法软熔。(4)钝化:将软熔后的试样进行苏打清洗,再在不同的工艺条件下将试样在铬酸盐溶液中进行阴极钝化处理,使试样表面生成不同厚度的铬酸盐钝化膜层。2.2钝化膜含铬量分析钝化膜含铬量的分析采用上海分析仪器厂生产的72型光电分光光度计测定。2.3性能试验2.3.1耐蚀性试验用实验室制备的E1、E2常规镀锡板试样和增加了钝化膜含铬量的1.0/1.0常规镀锡板试样和进行盐雾对比试验和孔隙率对比试验。2.3.2涂层附着力试验抗冲击试验和焊接性能试验:用增加了钝化膜含铬量的1.0/1.0g/m2低锡量镀板试样进行了涂层附着力试验、抗冲击试验和焊接性能试验。2.4钝化膜组成分析2.4.1试验仪器与条件仪器:KRATOS公司XSAM800多功能电子能谱仪。条件：样品室真空度,2×10-7P