Jiang Weiqin*,Ma Dachao.Preparation and corrosion resistance of surface coatings on steel for construction[J].Plating & Finishing,2024,(7):58-63.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2024.07.009]
建筑用钢表面镀层制备与耐蚀性能研究
- Title:
- Preparation and corrosion resistance of surface coatings on steel for construction
- Keywords:
- steel for construction ; surface coating ; concentration of PTFE colloid ; microscopic morphology ; corrosion resistance
- 分类号:
- TG174.4
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 为了提升建筑用 Q345 钢的表面耐蚀性能，采用化学镀的方法在建筑用钢表面制备了 Ni-P 和 Ni-P-PTFE （聚四氟乙烯）复合镀层，考察了 PTFE 乳液浓度对表面镀层显微形貌和耐蚀性能的影响。结果表明， Ni-P 镀层和 Ni-P-PTFE 镀层中均可见非晶态结构，在镀液中加入 PTFE 后 Ni-P-PTFE 镀层中还形成了 Fe 3 C 和 P 4 S 3 相。在镀液中加入不同浓度 PTFE 乳液后， Ni-P-PTFE 镀层的 Ni/P 原子比有不同程度降低（介于 4.08~5.04 ），但随着 PTFE 乳液浓度增加，镀层中 F 元素含量逐渐升高、 Ni/P 原子比逐渐增大。 PTFE 乳液浓度为 0.4 mL/L 时 Ni-P-PTFE 镀层表面较为平整、光滑，镀层表面由于脱氢反应而形成的微孔消失。不同浓度 PTFE 乳液的 Ni-P-PTFE 镀层的耐蚀性能都优于 Ni-P 镀层，且 PTFE 乳液浓度为 0.4 mL/L 时镀层的耐蚀性最好，在建筑用 Q345 钢表面制备 Ni-P-PTFE 镀层可以获得良好的耐蚀性，适宜的 PTFE 乳液浓度为 0.4 mL/L 。
- Abstract:
- ： In order to improve the surface corrosion resistance of Q345 steel for construction ， Ni-P and Ni-P-PTFE （ polytetrafluoroethylene ） composite coatings were prepared on the surface of construction steel by electroless plating. The effect of the concentration of PTFE colloid on the surface morphology and corrosion resistance were investigated. The results showed that amorphous structures were visible in both Ni-P and Ni-P-PTFE coatings. After adding PTFE to the plating solution ， Fe 3 C and P 4 S 3 phases were also formed in the Ni-P-PTFE coating. After adding different concentrations of PTFE colloid into the plating solution ， the Ni/P atomic ratio of the Ni-P-PTFE coating decreases in varying degrees （ between 4.08 and 5.04 ） . With the increase of the concentration of PTFE lotion ， the content of F element in the coating gradually increases ， and the Ni/P atomic ratio gradually increases. When the concentration of PTFE colloid is 0.4 mL/L ， the Ni-P-PTFE coating surface is relatively flat and smooth ， and the micropores formed on the coating surface due to the dehydrogenation reaction disappear. The corrosion resistance of Ni-P-PTFE coatings with different concentrations of PTFE colloid is better than that of Ni-P coating ， and the coating has the best corrosion resistance when the concentration of PTFE colloid is 0.4 mL/L. Ni-P-PTFE coating on Q345 steel for construction can obtain good corrosion resistance ， and the appropriate concentration of PTFE colloid is 0.4 mL/L.
参考文献/References:
[1] 孙匮甫 , 冯阳 , 陈振业 , 等 . 一种高强度多功能建筑结构用钢的耐蚀性及耐蚀机理 [J]. 材料与冶金学报 , 2022, 21(6): 414-420.
[2] 赵思琪 , 金辉 , 陈可风 , 等 . 碳钢表面超疏水镀层的制备及耐腐蚀性能研究 [J]. 辽宁科技大学学报 , 2022, 45(6): 411-414.
[3] Ridwan F M Z, Faraadiena N R, Suriani J M, et al. Real and imaginary impedance prediction of Ni-P composite coating for additive manufacturing steel via multilayer perceptron[J]. Metals, 2022, 12(8): 1306-1312.
[4] 王景涛 , 宋凡福 , 徐志明 , 等 . Ni-P-PTFE 复合镀层对颗粒污垢沉积特性影响研究 [J]. 化工学报 , 2022,73(10):4594-4602.
[5] 许文灿 . 建筑装饰用铜合金表面 Ni-P 化学镀层的制备与性能研究 [J]. 材料保护 , 2022, 55(4): 104-110.
[6] 孔丹 , 罗志强 , 金胜然 . 铜合金的表面化学镀层制备与摩擦学性能研究 [J]. 电镀与精饰 , 2022, 44(8): 23-30.
[7] 骆纬国 , 甘伟星 , 周天燊 , 等 . Cu 2+ 处理对化学镀 Ni-P 镀层抗腐蚀性能的影响 [J]. 电镀与精饰 , 2021, 43(9): 25-30.
[8] 周柏玉 . 聚醚醚酮化学镀 Ni-P 及 Ni-Cu-P 镀层微观结构及性能对比研究 [J]. 材料保护 , 2023, 56(5): 127-132.
[9] 杨芳儿 , 蔡晨镔 , 黄寅迪 , 等 . 不同 h-BN 含量 Ni-P-WS 2 -BN 化学镀层的组织结构及磨损性能 [J]. 表面技术 , 2022, 51(8): 284-290.
[10] 李智 , 胡德枫 , 苑阳 , 等 . 镁合金双层化学镀 Ni-P 工艺及镀层的性能 [J]. 材料保护 , 2022, 55(9): 87-94.
[11] 杜涌涛 , 王杰杰 , 杨苗 , 等 . ZrO 2 颗粒浓度对钕铁硼 Ni-P/ZrO 2 复合镀层耐蚀性的影响 [J]. 电镀与精饰 , 2021, 43(5): 30-35.
[12] 赵冠琳 , 刘树帅 , 吴东亭 , 等 . 元素 W 与 Mo 对非晶 Ni-P 镀层热稳定性和耐腐蚀性能的影响 [J]. 材料导报 , 2023, 37(7): 168-174.
[13] 李长春 , 姜新华 , 肖祥定 , 等 . Ni-P-WC 和 Ni-P-SiC 复合镀层的耐磨和耐蚀性能比较 [J]. 材料保护 , 2021, 54(9): 59-62.
[14] 侯彩凤 , 张迎新 , 王卓 , 等 . 镀液温度对化学镀 Ni-P-Zn 镀层耐蚀性能的影响研究 [J]. 科学技术创新 , 2021(22): 88-90.
[15] 周研 , 罗志峰 , 秦叔玉 . PTFE 乳液对景观钢结构表面镀层耐蚀性的影响 [J]. 电镀与涂饰 , 2022, 41(3): 181-186.
[16] 张迎新 , 郑罗涛 , 吴佳伟 , 等 . Al 2 O 3 含量对 Ni-P-Al 2 O 3 复合镀层性能的研究 [J]. 内蒙古石油化工 , 2022, 48(12): 9-13.
[17] 郭明忠 . Ni-P/ 纳米 TiO 2 复合镀层制备及热处理性能研究 [J]. 热加工工艺 , 2023, 52(20): 112-114.
[18] Lin S P, Nie Z R, Huang H, et al. Annealing behavior of a modified 5083 aluminum alloy[J]. Materials & Design, 2010, 31(3): 1607-1612.
[19] Li Y F, Liu M Y, Zheng L, et al. Parameter optimization and performance study of Ni-P coatings prepared by pulse-assisted jet electrochemical deposition[J]. Journal of Solid State Electrochemistry, 2022, 26(10): 2287-2299.
[20] Dai C D, Fu Y, Guo J X, et al. Effects of substrate temperature and deposition time on the morphology and corrosion resistance of FeCoCrNiMo(0.3) high-entropy alloy coating fabricated by magnetron sputtering[J]. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2020, 27(10): 1388-1397.
[21] 张波 , 樊巧芳 , 刘忆 . 40Cr 钢电沉积 Ni-W-PTFE 复合镀层的耐蚀性研究 [J]. 兵器材料科学与工程 , 2022, 45(2): 86-91.
[22] 付传起 , 黄亚忠 , 李省君 , 等 . Ni-P/Ni-Zn-P 三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究 [J]. 表面技术 , 2021, 50(12): 400-407.
[23] Ahmed I S, Azlan A, Majdi A A, et al. A review on the corrosion resistance of electroless Ni-P based composite coatings and electrochemical corrosion testing methods[J]. Corrosion Reviews, 2021, 40(1): 1-37.
备注/Memo
收稿日期： 2024-02-19 修回日期： 2024-03-26 作者简介： 蒋伟勤（ 1984 —），男，硕士，高级工程师，研究方向为金属腐蚀， email ： weiqing84@sina.com 。 基金项目： 广西科技重大专项（桂科 AA23073018 ）；广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（ 2022KY1692 ）。