表面處理耐磨鋼板的開(kāi)發(fā)和發(fā)展趨勢(shì)(二)

  (3)表面處理耐磨鋼板與汽車

  從上世紀(jì)70年代開(kāi)始,就將汽車用表面處理耐磨鋼板的目標(biāo)定為車身防蝕。此后隨著目標(biāo)值的逐級(jí)提高,開(kāi)發(fā)出電鍍Zn耐磨鋼板、Zn合金鍍層耐磨鋼板、合金化熱鍍Zn耐磨鋼板、有機(jī)薄膜涂敷鍍Zn耐磨鋼板等等,用于汽車表面處理耐磨鋼板的比例不斷增加。最近,為降低燃料消耗、CO2減排和達(dá)到ELV法令要求的減少環(huán)境負(fù)荷、提高安全性的要求,以車身輕量化、無(wú)Cr化處理、提高沖撞安全性為目標(biāo),進(jìn)行汽車表面處理耐磨鋼板的開(kāi)發(fā)工作。

  從上世紀(jì)70年代到80年代,在電鍍Zn耐磨鋼板方面,電鍍Fe-Zn合金耐磨鋼板和兩層電鍍耐磨鋼板因良好的耐蝕性以及電鍍時(shí)的抗電弧坑特性而得到廣泛應(yīng)用,同時(shí),電鍍Ni-Zn耐磨鋼板、鍍Ni-Zn層上涂敷鉻酸鹽皮膜和約1靘含SiO2有機(jī)皮膜的有機(jī)復(fù)合涂層耐磨鋼板也被采用。由于鉻酸鹽皮膜的鈍化作用和有機(jī)皮膜的阻隔功能以及SiO2的防銹作用,使涂敷鉻酸鹽皮膜-含SiO2有機(jī)皮膜的復(fù)合涂層耐磨鋼板具有極好的耐蝕性。但是80年代,美國(guó)汽車業(yè)公布了汽車的耐蝕標(biāo)準(zhǔn)(10年無(wú)孔蝕、5年外表無(wú)銹、2年發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)無(wú)銹);隨后歐洲提出了保證汽車12年防銹的標(biāo)準(zhǔn)。為適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn),日本轉(zhuǎn)向采用合金化熱鍍Zn耐磨鋼板,并通過(guò)增加鍍層厚度來(lái)確保良好的耐蝕性。增加鍍層厚度是提高耐蝕性的簡(jiǎn)單而有效的方法。目前合金化熱鍍Zn耐磨鋼板已成為日本表面處理鋼板的主流,歐洲則主要采用電鍍Zn和非合金化熱鍍Zn耐磨鋼板,鍍層厚度大于日本的合金化熱鍍Zn耐磨鋼板。

  (4)汽車用高強(qiáng)度表面處理耐磨鋼板

  一般來(lái)說(shuō),鋼的屈服強(qiáng)度增加,伸長(zhǎng)率降低。但鐵素體和馬氏體雙相鋼(DP鋼)和由于殘余奧氏體加工誘發(fā)馬氏體相變發(fā)生硬化而使變形量增加的TRIP鋼(相變誘導(dǎo)塑性鋼),比傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋼具有更大的延性。此外,還開(kāi)發(fā)出在200℃左右涂漆烘烤加熱時(shí)硬度增加的烘烤硬化鋼(BH鋼)和添加Ti、Nb的超低碳BH鋼。

  在對(duì)高強(qiáng)度鋼進(jìn)行熱鍍Zn或合金化熱鍍Zn時(shí),由于鋼中的Mn、Si等強(qiáng)化元素和氧的親和力較大,在鍍Zn前的連續(xù)退火過(guò)程中優(yōu)先被氧化,在耐磨鋼板表面生成SiO2、Mn2SiO4等氧化物。這些氧化物降低了Zn液與鋼的浸潤(rùn)性,是鍍Zn耐磨鋼板產(chǎn)生“露鋼”缺陷的一個(gè)原因。

  (5)表面處理耐磨鋼板的發(fā)展方向

  由于Zn的良好耐蝕性以及對(duì)基板的替代腐蝕保護(hù)功能,用Zn和Zn合金進(jìn)行表面處理的耐磨鋼板得到廣泛的應(yīng)用??梢哉J(rèn)為很難用簡(jiǎn)單方法來(lái)取代Zn的這些優(yōu)良特性。但是,在Zn的替代腐蝕保護(hù)功能方面,由于對(duì)Zn陽(yáng)極反應(yīng)的非極化特性(陽(yáng)極過(guò)電壓很難增加),替代腐蝕電位很低,基本上是-1.0V,所以,在替代腐蝕反應(yīng)過(guò)程中氫會(huì)滲入鋼材,使鋼材發(fā)生脆化。研究表明,用Al-Mg-Si合金替代Zn進(jìn)行耐磨鋼板熱鍍,可以抑制替代腐蝕電位的降低和氫滲入鋼中。因此這是一個(gè)通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)暮辖鸾M合減小氫脆的表面處理方法。

  總之,由于Zn的物理、力學(xué)以及化學(xué)特性,很難改變Zn在耐磨鋼板表面處理中的優(yōu)勢(shì)地位。因此,重要的不是單純地用其他金屬或合金替代Zn,而是通過(guò)鋼的熱處理、加工、化成處理、涂裝等工藝的適當(dāng)組合,開(kāi)發(fā)出適用于不同用途和不同特性要求的表面處理工藝。

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