汽车前处理磷化工艺的颠覆性变革●一种新型汽车防锈涂装技术

概述

随着环保法规的日益严格，传统磷化工艺因含有“磷”容易造成水质“富营养”化，含有“镍、锰”等重金属离子导致废水处理费用较高等原因，亟待需要新材料、新工艺来替代。目前，一种以金属氧化物为皮膜的新型处理工艺已经实现应用。虽然这种新的工艺不含有磷，但基于传统叫法，故将此工艺叫做新型“磷化”。此工艺存在哪些特点？与传统磷化相比效果如何？

传统磷化工艺

磷化对于车辆防锈品质的影响自然不必再过陈述。汽车传统前处理工艺为：白车身→热水洗→预脱脂→脱脂→表调→磷化→电泳。工序复杂，车辆前处理时间长。

而作为磷化工序本身，磷化液原材料按照车辆消耗速度，定时补加到槽液中。处理过车辆的磷化液中的亚铁离子（Fe2+）被氧化，生成磷化渣（FePO4），如果不及时过滤掉，就会在车身表面生成大量颗粒。磷化液的构成一般包括磷化主剂、促进剂和中和剂。

磷化膜生成机理

磷化液中的酸与钢板表面的铁反应生成亚铁离子和氢气，导致钢板表面局部pH值升高，磷酸锌晶体在钢板表面结晶后析出形成磷化膜。

传统磷化存在的缺陷

虽然传统磷化工艺技术成熟、防锈效果好、成本也很低，但是，因为目前环保法规的要求越来越严，其本身存在的缺点也是显而易见和致命的。

●废水处理费用高

磷化液中含有P、Ni、Mn等离子，按照国家法律法规要求，需要完全满足国家水质排放标准才可以进入城市管网系统。工厂含重金属废水中95%以上来源于磷化，每年的污水处理费用都是一笔不小的开支。

●磷化渣

磷化渣的生成，容易造成车身表面颗粒较多，影响电泳漆膜品质。同时，磷化渣需要委托有一定资质的公司处理，其委托处理费用也是比较大的。

新型磷化工艺特点

新型磷化工艺在材质选择、工艺布局上都与传统磷化不同。在防锈品质和成本控制上实现了平衡。从目前使用效果来看，有可能成为取代传统磷化的新的工艺类型。

●优点

工序简单：相比传统前处理工艺，取消了表调工序，可缩短约8%产线长度，节约土地资源。

环境友好：没有水质“富营养”化的磷，也没有污染环境的重金属，污水处理简单，对环境水质、土壤等污染风险大大降低。

耐腐蚀性好：由于传统磷化膜通过“牺牲腐蚀”的方式实现车辆防腐，而新型材料的耐腐蚀方式为”阻隔腐蚀”，原因是新型磷化膜为金属氧化物皮膜，有很好的耐酸耐碱性能。

密着性好：传统磷化膜厚度为2-3微米，为新型磷化膜厚度一般只有20-50纳米，一般的SEM也没办法观察到皮膜的状态，所以，皮膜结构更加致密。同时，由于磷化膜生成方式与传统磷化有所区别，与钢板的结合力更强。

●缺点

成本高：作为新开发材料，目前具备量产能力的公司不是很多，核心技术掌握在极个别的公司手中，目前来说成本比传统磷化高不少，但是考虑到传统磷化废水处理费用、表调费用等因素，总体使用成本基本与传统磷化持平。

对钢板表面质量要求高：由于新型磷化膜相比传统磷化膜要薄很多，对钢板表面的油石痕、砂纸道等缺陷的遮盖力差，容易产生电泳漆膜品质不良。因此对焊装车间的车身表面质量要求比较高，需要各车间在品质控制方面密切配合。

导电性差：与传统磷化膜相比，氧化锆皮膜的导电效果差，也因此对于电泳漆膜的成膜速度有很大的影响，特别是车体内腔电泳漆膜的生成速度。为了在不改变现有节拍的情况下使车体内腔电泳膜厚满足规格要求，就需要采用与之配套的高泳透力涂料。

对焊道处理差：由于新型磷化工艺对焊道的氧化膜处理比较困难，很难形成有效的皮膜，防腐性能不是很理想。所以目前新型磷化工艺一般适用于车身前处理，而零部件一般不采用此工艺。

总结

作为新型的磷化工艺，不仅可以减少前处理工序，也可以减少污水处理费用及难度，同时，在防锈品质上已经等同或者高于传统磷化膜，随着普及率的增加，相关的管理水平不断提高，未来必然会逐渐取代传统磷化工艺。