促进剂对高碳钢丝中温磷化膜组织与耐蚀性的影响

摘要

[目的]高碳钢丝高温磷化存在温度较高、能耗高、沉渣量大等问题，亟待解决。[方法]将磷化温度由85°C降低至60°C，并向高温磷化液中分别添加亚硝酸钠、酒石酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）作为促进剂，在高碳钢丝表面制备磷化膜，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、硫酸铜点滴腐蚀试验等方法研究了4种促进剂对高碳钢丝中温磷化膜外观、表面形貌、相结构和耐蚀性的影响。[结果]添加不同促进剂的高碳钢丝中温磷化膜表面均呈灰色或深灰色，促进剂仅改变磷化膜形貌特征，对相结构无显著影响，磷化膜均由Zn₂Fe（PO₄）₂.4H₂O和Zn₃（PO₄）₂.4H₂O两相组成。亚硝酸钠使磷化膜表面由弥散分布的放射状层片结晶形貌变成山脊状和水波状形貌；柠檬酸和EDTA-2Na使磷化膜表面弥散分布的放射状层片结晶组织占比先增大后减小，结晶特征逐渐模糊；酒石酸使磷化膜表面层片结晶组织由放射状变成球状，且球状组织数量和尺寸逐渐增加，占比增大。亚硝酸钠、酒石酸、柠檬酸和EDTA-2Na的质量浓度分别为0.2、2.0、1.0和0.5 g/L时，磷化膜具有较好的耐蚀性，耐硫酸铜点滴腐蚀时间分别为193、121、140和135 s。适当的促进剂可使放射状磷化结晶组织占比下降，以及微裂纹和孔隙缺陷的减少，这是耐蚀性提高的主要原因。[结论]4种促进剂均能有效提升高碳钢丝中温磷化膜的耐蚀性，它们对磷化膜耐蚀性提升的强弱顺序为：亚硝酸钠>柠檬酸> EDTA-2Na >酒石酸。

关键词

碳钢 / 中温磷化 / 促进剂 / 相结构 / 耐蚀性

基金资助

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