汽車前處理磷化工藝的顛覆性變革●一種新型汽車防銹涂裝技術

概述

隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格，傳統(tǒng)磷化工藝因含有“磷”容易造成水質“富營養(yǎng)”化，含有“鎳、錳”等重金屬離子導致廢水處理費用較高等原因，亟待需要新材料、新工藝來替代。目前，一種以金屬氧化物為皮膜的新型處理工藝已經(jīng)實現(xiàn)應用。雖然這種新的工藝不含有磷，但基于傳統(tǒng)叫法，故將此工藝叫做新型“磷化”。此工藝存在哪些特點？與傳統(tǒng)磷化相比效果如何？

傳統(tǒng)磷化工藝

磷化對于車輛防銹品質的影響自然不必再過陳述。汽車傳統(tǒng)前處理工藝為：白車身→熱水洗→預脫脂→脫脂→表調(diào)→磷化→電泳。工序復雜，車輛前處理時間長。

而作為磷化工序本身，磷化液原材料按照車輛消耗速度，定時補加到槽液中。處理過車輛的磷化液中的亞鐵離子（Fe2+）被氧化，生成磷化渣（FePO4），如果不及時過濾掉，就會在車身表面生成大量顆粒。磷化液的構成一般包括磷化主劑、促進劑和中和劑。

磷化膜生成機理

磷化液中的酸與鋼板表面的鐵反應生成亞鐵離子和氫氣，導致鋼板表面局部pH值升高，磷酸鋅晶體在鋼板表面結晶后析出形成磷化膜。

傳統(tǒng)磷化存在的缺陷

雖然傳統(tǒng)磷化工藝技術成熟、防銹效果好、成本也很低，但是，因為目前環(huán)保法規(guī)的要求越來越嚴，其本身存在的缺點也是顯而易見和致命的。

●廢水處理費用高

磷化液中含有P、Ni、Mn等離子，按照國家法律法規(guī)要求，需要完全滿足國家水質排放標準才可以進入城市管網(wǎng)系統(tǒng)。工廠含重金屬廢水中95%以上來源于磷化，每年的污水處理費用都是一筆不小的開支。

●磷化渣

磷化渣的生成，容易造成車身表面顆粒較多，影響電泳漆膜品質。同時，磷化渣需要委托有一定資質的公司處理，其委托處理費用也是比較大的。

新型磷化工藝特點

新型磷化工藝在材質選擇、工藝布局上都與傳統(tǒng)磷化不同。在防銹品質和成本控制上實現(xiàn)了平衡。從目前使用效果來看，有可能成為取代傳統(tǒng)磷化的新的工藝類型。

●優(yōu)點

工序簡單：相比傳統(tǒng)前處理工藝，取消了表調(diào)工序，可縮短約8%產(chǎn)線長度，節(jié)約土地資源。

環(huán)境友好：沒有水質“富營養(yǎng)”化的磷，也沒有污染環(huán)境的重金屬，污水處理簡單，對環(huán)境水質、土壤等污染風險大大降低。

耐腐蝕性好：由于傳統(tǒng)磷化膜通過“犧牲腐蝕”的方式實現(xiàn)車輛防腐，而新型材料的耐腐蝕方式為”阻隔腐蝕”，原因是新型磷化膜為金屬氧化物皮膜，有很好的耐酸耐堿性能。

密著性好：傳統(tǒng)磷化膜厚度為2-3微米，為新型磷化膜厚度一般只有20-50納米，一般的SEM也沒辦法觀察到皮膜的狀態(tài)，所以，皮膜結構更加致密。同時，由于磷化膜生成方式與傳統(tǒng)磷化有所區(qū)別，與鋼板的結合力更強。

●缺點

成本高：作為新開發(fā)材料，目前具備量產(chǎn)能力的公司不是很多，核心技術掌握在極個別的公司手中，目前來說成本比傳統(tǒng)磷化高不少，但是考慮到傳統(tǒng)磷化廢水處理費用、表調(diào)費用等因素，總體使用成本基本與傳統(tǒng)磷化持平。

對鋼板表面質量要求高：由于新型磷化膜相比傳統(tǒng)磷化膜要薄很多，對鋼板表面的油石痕、砂紙道等缺陷的遮蓋力差，容易產(chǎn)生電泳漆膜品質不良。因此對焊裝車間的車身表面質量要求比較高，需要各車間在品質控制方面密切配合。

導電性差：與傳統(tǒng)磷化膜相比，氧化鋯皮膜的導電效果差，也因此對于電泳漆膜的成膜速度有很大的影響，特別是車體內(nèi)腔電泳漆膜的生成速度。為了在不改變現(xiàn)有節(jié)拍的情況下使車體內(nèi)腔電泳膜厚滿足規(guī)格要求，就需要采用與之配套的高泳透力涂料。

對焊道處理差：由于新型磷化工藝對焊道的氧化膜處理比較困難，很難形成有效的皮膜，防腐性能不是很理想。所以目前新型磷化工藝一般適用于車身前處理，而零部件一般不采用此工藝。

總結

作為新型的磷化工藝，不僅可以減少前處理工序，也可以減少污水處理費用及難度，同時，在防銹品質上已經(jīng)等同或者高于傳統(tǒng)磷化膜，隨著普及率的增加，相關的管理水平不斷提高，未來必然會逐漸取代傳統(tǒng)磷化工藝。