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传统铬酸盐钝化由于具有毒性,不利于环保,其应用在国内外已逐渐受到限制。然而目前国内外还没有一种无铬钝化工艺能够完全替代铬酸盐钝化,因此寻找一种可以替代铬酸盐钝化的绿色钝化工艺已成为当务之急。研究比较了钛磷硅锰复合体系、钛锆硅复合体系、钛磷硅钼复合体系的钝化效果,发现钛磷硅钼体系比其他两种体系更接近铬酸盐钝化的效果。详细研究了钛磷硅钼钝化液的各种组分对其钝化膜性能的影响,最终确定了钛磷硅钼钝化液的组成及工艺为:1.8ml·L-1H2SO4,1.8ml·L-1H3PO4,2.8ml·L-1HNO3,48ml·L-1H2O2 , 18g·L-1Na2SiO3·9H2O , 10.0ml·L-1TiCl3 , 0.4g·L-1NaF , 0.85g·L-1 Na2MoO4·2H2O,钝化温度为室温,钝化时间为25s,老化温度度为65℃,老化时间为15min。采用该工艺能够得到一种蓝白色的无铬钝化膜,其耐蚀性能达到中性盐雾实验48h。为了进一步提高钝化膜的耐蚀性,在此基础上研究了钝化膜表面有机封闭处理。优化的有机封闭处理液组成及工艺条件为:LR8977树脂120g·kg-1,十二碳醇酯7.2g·kg-1,乙二醇丁醚9.6g·kg-1,丙二醇3.6g·kg-1,其余为水,成膜温度为45℃,pH值(用氨水调节)9.5,浸膜时间为10s,干燥温度为65℃,干燥时间为15min。经过有机封闭处理的钝化膜的耐蚀性能达到中性盐雾试验72h。针对钛磷硅钼复合钝化体系得到的钝化膜,扫描电子显微镜(SEM)观察表明,其结晶明显比Cr3+钝化膜细致;X射线光电子能谱(XPS)分析表明,钝化膜主要由TiO2、ZnO、Zn(H2PO4)2、Zn3(PO4)2、Zn2SiO4/ZnSiO3、MoO2、MoO3/MoO42-、MoO(OH)和Zn4Si2O7(OH)2·2H2O组成;交流阻抗谱(EIS)分析表明,钝化膜的电化学腐蚀电阻达2.831×104?·cm2,表明其具有良好的耐蚀性;接触角测试表明,钝化膜表面的疏水性能优于Cr3+的钝化膜。根据以上分析测试,提出了钛磷硅钼钝化膜的成膜机理,认为钝化膜是钛、磷、硅、钼化合物复合沉积形成的;钝化膜之所以具有良好的耐蚀性,是由于钛、硅化合物的沉淀缓蚀性能与钼酸盐的阳极钝化缓蚀性能的协同作用导致的。