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合金化镀锌钢板与磷化、阴极电泳涂装工艺配套性研究
(东风汽车有限公司工艺研究所，湖北十堰442001)
摘要：介绍了合金化镀锌钢板与磷化、阴极电泳涂装工艺配套性能的试验情况，为汽车部件合理选用合金化镀锌板、涂装材料以及相应的耐腐蚀评定方法提供参考依据。
关键词：合金化镀锌板；磷化；电泳；涂层性能中图分类号：TQ63 文献标识码：B
1前言
随着汽车工业的发展，国产轿车产量的迅猛增加，轿车上所使用的镀锌钢板用量越来越大，近年来已占轿车总用量的20%以上，在国内一些商用车车身部件上也逐步使用电镀锌钢板。如今，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，镀层的厚度在逐渐减薄，但防腐性能却在不断提高。高耐蚀性的Zn-Ni、Zn-Fe、Zn-Sn、Zn-Co、Zn-Ti等合金镀层钢板（简称合金化镀锌板）在汽车生产厂得到了广泛应用。我们知道，由于锌的标准电极电位负于铁，在带水的潮湿空气中锌对钢铁基体具有牺牲阳极的保护作用，从而延长钢铁基材的使用寿命。汽车部件采用镀锌钢板的目的是为了提高钢板的耐腐蚀性能，因此耐腐蚀性能是衡量镀锌钢板性能的重要指标之一。由于镀锌工艺的影响，电镀锌钢板的工艺性能、力学性能、耐腐蚀性能与普通冷轧钢板有所不同。为了合理地选用汽车用镀锌钢板，我们选择了有代表性的合金化镀锌钢板进行了磷化、电泳涂装性能配套对比试验。研究了合金化镀锌板磷化膜结构及组成对阴极电泳涂膜性能的影响，同时验证了评价不同合金化镀锌板耐腐蚀性能的试验方法。
2试验部分
为了验证和探索合金化镀锌板磷化膜与阴极电泳涂膜之间的最佳配套性及其检测手段，我们选用了国内外4种合金化镀锌板进行磷化、阴极电泳漆配套性对比试验。
2.1 试验材料
本试验所用的材料名称和试板编号见表1。
2.2试板的制备
2.2.1磷化试板的制备
前处理材料的牌号及磷化试板制备的工艺参数见表2。

2.2.2电泳试板的制备
电泳漆的牌号及电泳试板制备的工艺参数见表3。

2.3部分试验方法
a.磷化膜膜重测定。将磷化板在分析天平上精确称重，然后将磷化板浸入退膜溶液（退膜液组成为重铬酸铵20g、氨水490g、去离子水490g)中室温处理15min，取出试板用水进行冲洗，最后在80〜 100/烘箱中干燥5〜10 min，冷却后釆用失重法进行称重。
b.釆用电子扫描显微镜测定磷化膜形貌和结晶尺寸。
c.釆用原子吸收光谱仪测定磷化膜中镍和锰的含量。
d.按ASTMB117-73标准做电泳漆膜耐盐雾试验。
e.磷化膜、电泳漆膜耐循环腐蚀试验方法是将磷化板或电泳板用保护膜保护试板的边缘及背面，然后按下列顺序完成所要求的循环腐蚀试验。
2.4试验结果
2.4.1合金化镀锌板磷化膜性能对比试验
将4种合金化镀锌钢板磷化膜进行性能对比试验，测定结果见表4、图1。


从表4可以看出如下试验结果。
a.日本产2号合金化镀锌板磷化膜重相对较轻国产4号合金化镀锌板磷化膜重相对较重。
b.日本产1号合金化镀锌板磷化膜最大结晶尺寸相对较小。
c.1、2号与3、4号合金化镀锌板进行比较，日本产1、号合金化镀锌板磷化膜中镍含量相对较低，国产4号合金化镀锌板磷化膜中锰含量相对较低。
2.4.2磷化处理的合金化镀锌钢板循环腐蚀性能试验
按照上述2.3节所示的循环腐蚀试验方法，将分别称重的4种磷化试板在完成所要求的循环腐蚀试验周期后取出试板，且不破坏表面生锈状况。用水冲洗后室温干燥，观察磷化试板表面锈蚀状况，然后将腐蚀试板浸入除锈剂（20%三氧化铬水溶液、80℃、浸1.5min)中进行除锈。除锈后，采用单尖头千分尺(0~25mm)测量试板厚度。磷化试板耐循环腐蚀试验结果见表5。

从表5可以看出如下试验结果。
a.1号和3号试板比较，日本产1号试板腐蚀减薄值相对较大。
b.2号和4号试板比较，试板腐蚀减薄值相当。
2.4.3合金化镀锌钢板电泳涂层的循环腐蚀性能试验
将4种合金化镀锌钢板经磷化、电泳处理后，按照上述2.3节所示的循环腐蚀试验方法，完成100个周期的循环腐蚀试验，试验结果见表6。

从表6试验结果看出，1号和3号试板比较，国产3号试板耐循环腐蚀性能相对较差。2号和4号试板比较，日本产2号试板耐循环腐蚀性能相对较差。
2.4.4合金化镀锌钢板电泳涂层力学性能试验
将4种合金化镀锌钢板经磷化、电泳后进行力学性能对比试验，结果见表7。

从表7试验结果可以看出，4种电泳试板的力学性能无明显差别。
2.4.5合金化镀锌钢板电泳涂层耐盐雾和耐水性能试验
4种合金化镀锌钢板磷化电泳后进行耐盐雾和耐水性能对比试验，结果见表8。

从表8试验结果看出，日本产的1号电泳试板耐盐雾性能好于国产3号电泳试板；日本产的2号电泳试板耐盐雾性能与国产4号电泳试板相当。
3结束语
对具有代表性的4种合金化镀锌钢板进行了磷化、电泳的配套性试验，并对磷化试板、电泳涂装试板进行了力学性能、耐腐蚀性能的对比试验分析。
从综合性能来看，日本汽车外板用的合金化镀锌钢板与国产汽车外板用的合金化镀锌钢板进行比较，涂漆性能相对较好；国产汽车内板用的合金化镀锌钢板与日本汽车内板用的合金化镀锌钢板进行比较，涂漆性能相当。本文的试验数据为汽车制造公司合理选用镀锌钢板和涂装材料、进行镀锌钢板材料国产化等方面提供了参考依据。
