详细说明
由于锌的标准电极电位负于铁,因此在水和潮湿的空气中锌层对钢基具有牺牲阳极保护的作用,从而可,以延长钢材的使用寿命。镀锌钢板广泛应用于建筑、家电、化工等行业。镀锌钢板分为热浸镀锌钢板和电镀锌钢板,其中热浸镀锌钢板主要应用于室外钢铁结构件。电镀锌钢板主要应用于家电、汽车、航空航天等领域。电镀锌技术已由单一的镀锌发展为二元、三元等多元锌合金镀层,使镀层的厚度逐渐减少,防腐性能不断提高。
目前,国内外电镀锌合金的应用已经越来越广泛,在欧洲、日本、美国和亚洲各国已得到大量的应用。尤其是近二十年来,由于对汽车防腐要求的提高。车体材料大量应用电镀锌钢板,尤其是高耐腐蚀性的Zn-Ni,Zn-Fe,Zn-Sn,Zn-Co,Zn-Ti等合金镀层钢板获得广泛的应用。
1.1电镀锌钢板在汽车工业中的发展与应用
电镀锌与热镀锌相比,其历史较短,电镀锌最早在美国兴起,当时只是作为涂装用磷酸盐处理钢板的底层,其锌附着量很薄,约为3g/m2.近十几年来用电镀锌钢板作为耐腐蚀钢板的需求量越来越大,其锌附着量一般为30-50g/m2,汽车用单面镀锌钢板的附着量增加到50-100g/m2。
电镀锌的防护寿命与镀层厚度成正比,镀层厚度变薄时,防护寿命有限,为提高耐腐蚀性就必须增加镀层厚度(大于70/m2),但厚镀层对钢板的成型性、焊接性和涂装性产生负面影响。因此从二十世纪70年代末开始世界各国开发出耐腐蚀性好,加工性能优良的电镀锌合金钢板,这些钢板的镀层厚度只有镀锌层的1/4-1/2,而耐腐蚀性是同厚度镀层的3-5倍,目前汽车工业中广泛应用的电镀锌系合金钢板,主要有锌镍合金和新铁合金。国内外电镀锌合金的应用已经越来越广泛,在欧洲、日本、美国和亚洲各国已得到大量应用,主要用于汽车、航空航天和其他方面。据资料报道。电镀锌合金钢板在行业中应用量汽车占75%、航空航天占20%、其他机械和电子等占5%。
在汽车工业发展中,各国追求的目标之一是延长使用寿命。贰决定汽车使用寿命其中之一的是腐蚀,汽车腐蚀不仅造成材料、能量的浪费,而且带来环境污染和交通事故的发生,确保汽车用足够抗腐蚀性能的重要措施是广泛采用耐腐蚀优良的镀锌钢板。忧郁电镀锌板其冲压加工性、可焊性、对漆膜附着性、耐蚀性、防护作用、变型后的腐蚀性、价格等综合因素优于热镀锌板,近年来电镀锌板发展相当快,其在汽车工业中广泛的应用。在汽车工业中电镀锌主要应用于车身外面板和内面板、车门侧翼框架。行李箱盖、前挡泥板、结构件和各种外露耐腐蚀部件。在欧洲,1989-1997年间电镀锌板平均增长率为3.1%,汽车工业是推动这一增长的动力。
在我国,二十世纪八十年代以前对电镀锌板的需求量不大,自引进德国、法国、意大利等国轿车生产线以来,国产轿车的产量正在逐年增加,叫车上电镀锌板的用量很大,已占轿车用钢板总量的20%以上,我国2002年汽车产量达320万辆,成为世界六大汽车生产国之一,在可预计的将来随着我国汽车工业的发展,对电镀锌板(包括单面电镀锌板和双面电镀锌板)的需求将逐年增加。
1.2电镀锌板涂装工艺存在和待解决主要问题
汽车涂装在100多年的历史中,至今一直代表着涂装技术的最高水平。汽车涂装经历了多次质的变革,尤其20世纪80年代以来基于阳极电泳高的泳透率,涂层非常优良的耐腐蚀性能,阴极电泳逐渐代替阳极电泳。目前,国外汽车涂装中,车身90%以上是采用阴极电泳,而这些车身绝大部分是由单面或双面电镀锌板组成。国外对电镀锌板磷化处理采用低锌、含锰、镍的磷化,不能形成P相,但能形成类P相的结构,与无锰、镍比较。所生成的磷化膜有较低的化学活性,增加了涂层的二次附着力,提高了与阴极电泳的配套性。
电镀锌板磷化不像钢铁磷化易形成具有较高“P比”、结晶细密的磷化膜,电镀锌板不易形成具有“P比”磷化膜,磷化膜粗糙疏松,与阴极电泳配套,漆膜附着力不高,特别死经过腐蚀介质的腐蚀后,附着力损失严重,导致漆膜脱落,极大的降低整个漆膜系统的防腐蚀性能。而作为阴极电泳涂装前磷化,要求磷化膜细密、高“P比”、磷化膜重较轻(1.5-3.0g/m2),只有当磷化膜具备上述性能,才能实现阴极电泳优良的耐盐雾性能和高附着力性能。
在我国,涂装技术要求较高的汽车行业电镀锌板磷化主要是应用国外公司及其国内合资公司的磷化技术和产品,基本见不到国内自行研制的磷化产品。国内电镀锌板磷化产品主要是钢铁类磷化的改进型,其用于电镀锌板磷化,磷化膜粗糙,没有P相形成,与阴极电泳配套,附着力、耐盐雾性能差,仅用于涂装要求不高的场合,因此,解决电镀锌板磷化是涂装行业面对的一个重要课题。