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本文采用单因素试验,研究了锌液中添加合金元素对热浸镀镀层表观质量的影响,并对其进行了铜加速盐雾腐蚀实验和电化学测试,研究了镀层耐蚀性能与添加含量的关系,同时还研究了Al、Ti、RE、B及Mg对热镀锌镀层重量的影响。锌液中添加微量Al、RE及Ti后,镀层表面光滑有光泽,几乎无漏镀、针孔、等缺陷。加入微量B后镀层表观质量并未得到明显改善。加入微量Mg后,增加了镀层光洁度,继续增加Mg含量又使镀层变灰暗,附着性变差。锌液中加入Al后,镀层重量减小。Al加入量大于0.8%时,随Al加入量增加,镀层重量不断降低。向Zn0.2Al合金中添加微量Ti镀层重量降低。向Zn3.0Al合金中添加Ti及B及Mg,基本可以抵消添加Al引起镀层重量的减少。
盐雾腐蚀实验表明,锌液中加入Al后,镀层耐蚀性能明显增强。在锌液中加入Al同时加入微量RE,可进一步提高镀层耐腐蚀性能。向镀液中添加微量B和Mg有利于提高镀层耐蚀性能。极化曲线测试表明,随着锌液中Al加入量增加镀层极化阻力值逐渐增大,添加Ti和B后,镀层极化阻力减小。添加Mg后,镀层极化阻力急剧增大。Zn3.0Al0.03RE0.01Ti0.02Mg极化阻力值为一极大值,约为纯锌镀层阳极极化斜率的11倍。
电化学噪声测试显示,向锌液中添加0.8%Al和5.0%Al后,时域谱出现突然的电位跳跃,镀层发生局部腐蚀。其它镀层的电位噪声峰的幅度很小,没有出现大的特征噪声峰,发生均匀腐蚀。添加Ti后,Zn0.2Al0.05Ti与Zn3.0Al0.05Ti镀层发生局部腐蚀,其它镀层则均发生均匀腐蚀。添加RE、B、Mg后,各成分合金镀层的电位噪声峰幅度都很小,没有出现大的特征噪声峰,均发生均匀腐蚀。
实验研究结果对确定Al、Ti、RE、B及Mg最佳添加量具有重要意义。通过综合比较镀层表观质量、镀层附着性、镀层重量和镀层耐蚀性等评价指标后,得出一种优化合金镀层成分:A13.0%,RE0.03%,Ti0.01%,Mg0.02%,余量为Zn。该合金镀层的镀层重量比纯锌镀层重量降低了72.6%,镀层的耐蚀性约为纯锌镀层的9倍。