熱鍍鋅層無(wú)鉻復(fù)合鈍化處理研究的發(fā)展歷程

  無(wú)鉻鈍化是什么？

  無(wú)鉻鈍化作為一種典型的表面處理方法，對(duì)鍍鋅產(chǎn)品進(jìn)行鈍化處理，以獲得無(wú)油的耐腐蝕涂層。

  無(wú)鉻化學(xué)鈍化處理的分類

  1有機(jī)物鈍化處理

  能夠獲得包含樹脂的較厚涂層（厚度通常為0.8~2μm）

  2無(wú)機(jī)物鈍化

  能夠獲得電焊性能較好的薄鈍化膜（厚度不超過(guò)0.8μm）

  比較這兩種涂層，有機(jī)涂層有較高的耐蝕性，而鋅基合金鍍層表面的無(wú)機(jī)鈍化膜也表現(xiàn)出同有機(jī)涂層相當(dāng)?shù)哪臀g性。

  隨著鍍鋅產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，為了提高鈍化膜的防護(hù)能力，同事賦予其多種功能，人們將這兩種類型的鈍化處理充分結(jié)合起來(lái)，發(fā)展為目前熱門的無(wú)鉻復(fù)合鈍化處理。

  無(wú)鉻復(fù)合鈍化處理的發(fā)展歷程

  鍍鋅層的表面防護(hù)通常采用磷酸鹽處理和鉻酸鹽處理，即在鋅層表面形成一種無(wú)機(jī)化學(xué)轉(zhuǎn)化膜。隨著市場(chǎng)發(fā)展的需要，一方面為了滿足鍍層在耐指紋、自潤(rùn)滑等方面的需求，另一方面為了進(jìn)一步提高鈍化膜對(duì)鋅層的保護(hù)能力，研究者開發(fā)了薄有機(jī)涂層（δ=1~2μm）。

  由于該有機(jī)涂層很薄，對(duì)鍍鋅層的表面質(zhì)量要求較高，因此起初該類涂層只能采用電鍍鋅層作為基體。隨著熱鍍鋅技術(shù)不斷發(fā)展，熱鍍鋅層的表面質(zhì)量得到較大提高，家電行業(yè)中，熱鍍鋅鋼板已逐漸取代電鍍鋅鋼板，在此背景下，薄有機(jī)涂層防護(hù)處理在熱鍍鋅鋼板的表面處理中逐漸被推廣應(yīng)用。

  1傳統(tǒng)樹脂復(fù)合鈍化處理

  許多研究表明，與鉻酸鹽鈍化膜相比，有機(jī)涂層具有優(yōu)異的耐水、耐化學(xué)品腐蝕等性能，并且韌性優(yōu)良，耐刮擦，于是對(duì)有機(jī)涂層與鉻酸鹽鈍化膜進(jìn)行復(fù)合的研究越來(lái)越多。

  日本對(duì)復(fù)合鈍化技術(shù)方面的研究處于世界領(lǐng)先地位，其中新日鐵、NKK、川崎制鐵和神戶制鋼等公司開發(fā)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的占有率較大。

  傳統(tǒng)的復(fù)合鈍化處理工藝通常稱為鉻酸鹽復(fù)合鈍化工藝，其涂覆方式有一步法和兩步法兩類。兩步法鈍化工藝是在干燥的鉻酸鹽鈍化膜表面，再次涂覆有機(jī)樹脂，從而獲得底層為鉻酸鹽鈍化膜，表層為薄有機(jī)涂層的復(fù)合有機(jī)涂層。為了縮短工藝流程、提高生產(chǎn)效率，目前研究較多的是一步鈍化法工藝，即在水溶性有機(jī)樹脂或特定水分散體中添加鉻酸鹽等緩蝕劑，在一定條件下，通過(guò)一次涂覆的方式制備性能優(yōu)異的薄有機(jī)涂層。

  為了滿足汽車和家電鋼板在質(zhì)量和力學(xué)性能等方面的需要，日本NKK公司于1982年成功研發(fā)含有鉻酸鹽和有機(jī)樹脂的耐指紋和自潤(rùn)滑涂層。耐指紋涂層和自潤(rùn)滑涂層是在有機(jī)復(fù)合鈍化膜的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，只是由于母液成分不同，賦予了薄有機(jī)涂層某些特定的功能。這三種薄有機(jī)涂層的共同之處是都具有較好的耐蝕性，其原因是薄有機(jī)涂層具有優(yōu)異的抵抗初期腐蝕的能力。

  到20世紀(jì)90年代，隨著熱鍍鋁鋅板在建筑業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛，為了提高鍍層的耐蝕性、外觀質(zhì)量及加工性能，日本NKK公司開發(fā)出含有磷酸鹽和鉻酸鹽的薄有機(jī)涂層Genius Coat。磷酸鹽的存在一方面改善了膜層因厚度不均勻而造成的色差問(wèn)題；另一方面形成不溶于水的膜層提高了六價(jià)鉻的固定率，從而改善了因六價(jià)鉻流失而造成的膜層耐蝕性下降和環(huán)境污染等問(wèn)題；同時(shí)有機(jī)樹脂優(yōu)異的韌性也減輕了輥壓成型過(guò)程中因無(wú)機(jī)鈍化膜韌性不足而導(dǎo)致的劃傷或剝落問(wèn)題。

  2無(wú)鉻樹脂復(fù)合鈍化處理

  一方面由于產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提升和客戶需求多元化等方面的原因，另一方面出于環(huán)保方面的考慮，環(huán)境友好型的高性能有機(jī)復(fù)合鈍化技術(shù)是有機(jī)復(fù)合鈍化領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

  截至20世紀(jì)90年代末，隨著全球?qū)Νh(huán)境問(wèn)題關(guān)注程度的愈發(fā)增強(qiáng)，在家電和電子行業(yè)內(nèi)首先開始要求鍍鋅產(chǎn)品必須集耐蝕、環(huán)保、耐指紋、涂裝和導(dǎo)電等性能于一身，以降低生產(chǎn)成本和便于回收利用。為此，日本NKK公司研發(fā)出了多款不同用途的產(chǎn)品。

  在我國(guó)，寶鋼對(duì)無(wú)鉻有機(jī)復(fù)合涂層的研究工作起步較早，并且技術(shù)領(lǐng)先，目前已經(jīng)開發(fā)出一系列成熟的有機(jī)復(fù)合涂層產(chǎn)品。為了提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，鞍鋼、武鋼、攀鋼及馬鋼等鋼鐵企業(yè)逐漸加大了對(duì)鋅層表面防護(hù)方面研究的投入，目標(biāo)是為了擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。

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