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II 摘 要 钢铁材料在使用过程中最重要的问题 就是腐蚀。据统计，世界上每年因腐 蚀而损失的钢铁材料占总产量的 1/5。对现代工业造成了严重的破坏，甚至可以 危及人民的生命和安全。因此，钢铁材料的防腐越来越受到人们的重视。在其 抗腐蚀的研究过程中，人们逐渐意识到涂镀技术优于其它技术，是保护钢铁材 料最重要、应用最广泛的一种技术。在世界钢铁产品总量中，涂镀产品约占 1/10。 而在钢铁材料涂镀过程中，表面前处理尤为重要，因为表面前处理的好坏直接 影响着涂镀层的性能和涂镀层的结合强度。因此，需要一种简单、 高效的钢铁 预处理活化工艺。 NaNO 3 阳极活化能快速去掉基体表面的氧化膜和溶出物，使基体表面受到 轻微的刻蚀，金属晶格充分显露，从而使表面处于活化状态。基体经合适的活 化工艺处理后，涂镀层和基体之间可以具有良好的结合力。NaNO 3 阳极活化同 时具有化学活化不具备的许多优点，如不易使基体产生氢脆现象和过度腐蚀， 且装置简单、活化速度快、成本低及无污染等。本工作研究了 NaNO 3 阳极活化 退火 45#钢、淬火 45#钢和 35CrMo 合金钢表面的最佳工艺条件，用弯曲法和界 面法评价了活化效果。在此基础上，根据活化后溶液 pH 值、基体表面组分及溶 液颜色的变化，探究了 NaNO 3 阳极活化碳素结构钢和合金钢的机理。具体工作 如下： 1. 退火 45#钢涂镀前处理 NaNO 3 阳极活化工艺及机理研究 退火 45#钢的组织结 构是铁素体相（F）和珠光体相（P）的混合 ，其中珠光 体 相 是 铁 素 体 和 渗 碳 体 的 机 械 混 合 物 。 由 于 铁 素 体 相 比 渗 碳 体 更 易 溶 解 ， 在 不 同 的 NaNO 3 溶 液 浓 度 、 温 度 、 时 间 、 电 流 密 度 和 pH 条 件 下 ， 基 体 表 面 活 化 后 的 相 面 积 比 、 组 分 和 形 貌 不 同 ， 从 而 影 响 镀 层 和 基 体 间 的 结 合 力 。 由 实 验 结 果 知， NaNO 3 阳极 活化 退火 45#钢 的最 佳工 艺条 件为 ：溶液 浓度 200~400 g dm -3 ， 温 度 30~40℃ ， 活 化 时 间 5~10 min ， 阳 极 活 化 电 流 密 度 5~10 Adm -2 ， pH 值 6.00~10.00。在此活化工 艺条件下基体表面晶 格重新出来，达到一个最 佳的 活 化 状 态 ， 同 时 基 体 表 面 具 有 一 定 的 粗 糙 度 ， 增 强 了 镀 层 和 基 体 之 间 的 接 触 面 积 和 铰 链 作 用 ， 从 而 使 钨 合 金 镀 层 和 基 体 之 间 具 有 良 好 的 结 合 力 。 根 据 实 验 结 果 分 析 提 出 一 种 新 的 结 合 力 判 断 方 法 ， 为 硬 质 合 金 涂 镀 其 它 基 体 材 料 结 合 力 的 判断提供 依据。通过 NaNO 3 阳极活化 退火 45#钢溶液 pH 值的变化、基体表面 的 活化效果及组分的变化，来研究 NaNO 3 阳极活化铁素体和珠光体相的机理。 2. 淬火 45#钢前处理 NaNO 3 阳极活化工艺及机理研究 45#钢经淬火后，组织结构主要为板条状和针状马氏体，还有少量残余的奥 氏体。实验发现淬火 45#钢在 NaNO 3 溶液中更易活化，则在阳极活化退火 45#
