环保型磷化工艺技术

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21世纪，用于汽车车身的锌盐磷化技术必须是环保的。当前，世界不同地区关于排放物种类及浓度的标准有所不同，但是为了实现可持续发展，全球采用统一的标准是极有可能的。

(1)无磷无氮的脱脂剂。在日本，污水直接排入封闭水系(如江、湖、海湾)。为防止海藻污染，对磷、氮的排放限制越来越严格。因此，正在开发一种不含磷、氮的脱脂剂，其工艺温度为40℃。在欧洲，工业界正在寻求无壬基酚的、可降解的表面活性剂。在脱脂剂中，采用具有这种性质的表面活性剂组合及碱性增洁剂是未来的发展方向。

(2)不含镍的磷化液。由于污水排放的法规日益严格，镍已经成为污水处理中的一大难题。它的主要来源是锌盐磷化液。镍作为磷化液的重要组成部分，在细化磷化结晶方面十分有效，尤其可以改善电镀锌板的结合力和涂装性能。通过采用新型的表调剂及在膜层中采用镍的替代金属，就能在电镀锌板上生成更加细致的磷化膜，而这种磷化膜完全可以与含镍磷化膜相媲美。

(3)不含亚硝酸盐的磷化工艺。亚硝酸盐作为氧化型促进剂在锌盐磷化中起到重要的作用，然而它在酸性溶液中不稳定，分解为NOx。亚硝酸盐以钠盐的形式加入，由于分解溶液中积累了Na+和NO3-。为了改善工作环境，开发不含亚硝酸盐的磷化工艺势在必行。亚硝酸盐在酸性溶液中作为氧化剂将Fe2+氧化，使其生成不溶性磷酸铁(沉渣)，但是发生基体刻蚀反应区域的pH值升高，这时亚硝酸盐不是作为氧化剂，而是作为Fe2+的络合剂。在这种情况下，采用新型表调剂便可获得更高的磷化效率。这种无亚硝酸盐的磷化工艺获得的磷化膜性能与传统工艺获得的磷化膜性能不差上下。

目前全球流行的镀锌板预磷化膜分为两类，即连续式和非连续式。由于连续式预磷化膜在冲压过程中易被模具擦伤，在随后磷化工艺中无法彻底修补，所以，将连续式磷化膜的镀锌板作汽车外覆盖件时，不仅对模具状态的要求很高，而且还会产生一种“条影”缺陷。这种“条影”是汽车外覆盖件涂装中最复杂、最难于克服的缺陷之一，会严重地影响整车外观质量，若对其进行打磨修补，则会缩短汽车的使用寿命。对此，美钢联、神户等公司的做法是采用遮盖率很低的非连续式磷化膜，由汽车厂的磷化系统来完成涂装前镀锌板表面的化学预处理，从根本上消除产生“条影”缺陷的可能性。此外，只要磷化膜的膜重达到0.6g/m2，对预磷化镀锌板的成型性也是有利的。

预磷化膜为绝缘体，或多或少会影响到镀锌板的焊接性能。随着磷化膜厚度的增加，钢板的层间阻抗也随之增大，但资料表明，阻抗值仍在规定范围，只是焊接曲线稍微变窄并向高电流区偏移。无论是对厚磷化膜还是薄磷化膜，电极寿命均为6000次，与焊接裸板时的电极寿命相同。对于膜重＜0.6g/m2的非连续式磷化膜，预磷化膜对焊接没有不利的影响。基于上述两点看法，钢厂在生产预磷化镀锌板时，一般应将非连续式预磷化膜的膜重控制在0.6g/m2以内。

预磷化镀锌板之所以在欧、美、日等国的一些钢厂得到普及推广，这是由于预磷化膜既可防锈，又可消除镀锌板与模具摩擦后易产生的锌层脱落、粉化等缺陷，已成为解决难冲压件开裂的一种有效手段。由此可以认为，随着预磷化技术的不断发展，将会有越来越多的高级轿车采用镀锌预磷化钢板作为外板。钢厂在研究预磷化膜对冲压成型性、焊接性能影响的同时，还应加强对改善涂装性能的锌盐磷化技术的研究，以开发出既能提高磷化膜质量，又更加环保且成本更低、磷化时间更短的锌盐磷化技术。