【摘 要】
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为节省锡资源,降低镀锡板成本,锡层减薄已经是镀锡板发展的必然趋势。极低锡量镀锡板相较于高锡量镀锡板表面性质发生巨大改变,使得传统的铬酸盐钝化并不能有效提升其耐蚀性。本文针对极低锡量镀锡板的表面性质及三种磷铬转化工艺体系进行了研究,重点研究了0.5 g·m-2（110 nm左右）极低锡量镀锡板表面含钛阴极磷化-铬酸盐阴极钝化两步法转化膜处理工艺、性能及其成膜过程。通过分析0.5、1.1、2.8 g·
【基金项目】
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首钢公司合作项目“极薄镀锡铬磷钝化工艺”；
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为节省锡资源,降低镀锡板成本,锡层减薄已经是镀锡板发展的必然趋势。极低锡量镀锡板相较于高锡量镀锡板表面性质发生巨大改变,使得传统的铬酸盐钝化并不能有效提升其耐蚀性。本文针对极低锡量镀锡板的表面性质及三种磷铬转化工艺体系进行了研究,重点研究了0.5 g·m-2（110 nm左右）极低锡量镀锡板表面含钛阴极磷化-铬酸盐阴极钝化两步法转化膜处理工艺、性能及其成膜过程。通过分析0.5、1.1、2.8 g·m-2镀锡板的表面形貌、锡层结构及铬酸盐钝化前后的耐蚀性,发现极低锡量镀锡板表面自由锡消失,锡层几乎全部合金化;铬酸盐钝化后3 h盐雾实验3级,相较于1.1、2.8 g·m-2镀锡板,其锡层结构发生质变,导致其耐蚀性下降明显,传统铬酸盐钝化效果表现不佳。结合铁易被磷化、锡易被铬酸盐钝化,来提高基体耐蚀性的特点,开发适用于极低锡量镀锡板的磷铬转化工艺。发现Al系磷铬转化膜能够提升镀锡板的耐蚀性,但其漆膜附着力较差;而Fe系磷铬转化膜的漆膜附着力良好,但其工艺复杂,耐蚀性提升有限;而含钛磷铬转化膜耐蚀性及涂漆性能均有较好的表现。在含钛磷铬两步法中,含钛阴极磷化工艺为:5 g·L-1Ti OSO4、25 m L·L-1H3PO4、25 m L·L-1 H2O2、室温条件下1 A·dm-2阴极处理5～8s;铬酸盐钝化工艺为:25 g·L-1 Na2Cr2O7,p H为4.2、40℃下1 A·dm-2钝化4～6 s。处理后的0.5 g·m-2镀锡板3 h盐雾5级以上,EIS拟合膜层总阻抗值Rp为4.4 MΩ·cm~2,自腐蚀电流密度0.26?A·cm-2,PHG孔隙率为229.40 mg·m-2,耐蚀性优于铬酸盐钝化后0.5 g·m-2镀锡板,其漆膜附着力、抗硫性能测试合格,满足铬钝化1.1 g·m-2镀锡板出厂标准。含钛阴极磷化处理液每5天补加一次,静置稳定时间为15天。极低锡量镀锡板含钛磷铬转化膜呈现多孔隙形貌,表面均匀分布有P、Ti、Cr三种元素,GDS分析得到转化膜厚度约为38 nm,通过XPS分析元素化学状态,并结合相关文献分析确定转化膜由Cr2O3、Cr（OH）3、Fe PO4、Ti O2等物质组成;结合阴极极化曲线及电位时间曲线对含钛磷铬转化膜的成膜过程进行了分析:在磷钛转化液中,极低锡量镀锡板表面形成Fe PO4、Ti O2及Ti3（PO4）4等物质,提高了镀锡板的析氢过电位,使得经过磷钛转化处理后的0.5 g·m-2镀锡板在铬酸盐钝化液中能更好地沉积铬钝化膜,组成含钛磷铬复合转化膜,提高其耐蚀性。
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