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本文向锌浴中添加一定量的Al和Ce,通过热浸镀在Q235钢基上获得了Zn-Al、Zn-Al-Ce合金镀层,对镀层截面和合金组织进行了研究,以镀浴合金组织来表征镀层组织的表层,分析表层特征与镀层耐蚀性的关系。随后,以Mn(H2PO4)2·2H2O和Na2Si F6为主要成膜物质在Zn-5Al-0.08Ce镀层表面制备了一层基础型转化膜,并添加柠檬酸三铵对基础型转化膜的处理液进行改进,制备了耐蚀性能更好的改进型锰盐转化膜。采用SEM、EDS、XPS等方法分析了转化膜的表面形貌、成膜过程及膜层成分;通过NSS腐蚀试验、电化学测试等手段研究了转化膜的处理工艺以及膜层的耐蚀性能;并对转化膜的成膜机理进行了探讨。研究表明热浸镀Zn-Al-Ce合金镀层与热浸镀纯锌镀层截面组织差别很大,Zn-Al-Ce镀层由内外两层构成,内层是薄而连续致密的Fe-Al-Zn金属间化合物,外层则基本与镀浴的组织相同。对Zn-Al和Zn-Al-Ce合金组织的研究表明,加入Al后,镀浴合金组织由先共晶相和锌铝共晶组织构成。同时添加5wt%Al和0.08wt%Ce,获得的镀浴合金共晶组织呈短棒状,组织均匀性致密性最好。但所有的共晶组织都存在许多不同取向和致密性的共晶团。中性盐雾腐蚀试验和电化学测试结果表明,锌浴中添加Al和Ce能提高镀层的耐蚀性,热浸镀Zn-5Al-0.08Ce合金镀层在中性盐雾腐蚀试验中白锈覆盖面积最小,且极化电阻最大,腐蚀电流密度最小,电化学交流阻抗谱的容抗弧半径最大,说明了热浸镀Zn-5Al-0.08Ce合金镀层具有最佳耐蚀性。热浸镀Zn-5Al-0.08Ce镀层基础型转化膜的最佳成膜工艺:Mn(H2PO4)2·2H2O 30 g/L,Na2Si F6 0.3g/L,p H 3.0,处理时间2 min。制备改进型转化膜时柠檬酸三铵的最佳添加量为1g/L。SEM分析表明,基础型和改进型转化膜都随着处理时间的延长而增厚。加入柠檬酸三铵后膜层生长速度加快,转化膜缺陷减少,厚度和致密性增加。当处理时间超过2min以后,膜层被刻蚀,出现了裂纹和剥落。中性盐雾腐蚀试验结果表明,热浸镀Zn-5Al-0.08Ce镀层经基础型转化液处理后,其耐中性盐雾腐蚀的能力明显提高。加入柠檬酸三铵后,获得的改进型转化膜腐蚀面积进一步减小,耐蚀性进一步提高。电化学测试结果表明,经转化处理后,试样的极化电阻和交流阻抗增大,腐蚀电流密度下降,耐蚀性得到有效提高。加入柠檬酸三铵后,在处理时间为2min时,所得改进型转化膜的极化电阻最大,腐蚀电流密度最小。EDS、XPS的分析表明,与基础型转化膜相比,改进型转化膜膜层中出了含有Zn、Al、O、P、Mn、F、Si元素外,还含有较多的C,而且Si含量更高。基础型转化膜由Zn O、Zn F2、Zn3(PO4)2、Si O2、Al2O3/Al(OH)3和Mn的氧化物构成,改进型转化膜膜层中还含有柠檬酸盐类物质。