表麵處理（lǐ）鋼板的開發狀況和發展方向（xiàng）
(1)表麵處理鋼板應用領（lǐng）域的擴展和性能
表麵處理鋼板大部分是鍍Zn鋼板。2008年，日本（běn）鍍Zn鋼板產（chǎn）量是1500萬t，其中77%是熱（rè）鍍Zn鋼板。鍍（dù）Zn鋼板用於汽車、建築、電器和其他方麵，其中有一半用於汽車。
從（cóng）80年代起55%Al-Zn熱鍍鋼板在日本得到廣（guǎng）泛應用。在海（hǎi）鹽影響很（hěn）大的海岸地帶，鍍Al鋼板發生孔蝕（shí），耐蝕性下降。長期暴（bào）露腐蝕的結果表明，鍍Zn鋼板由於Zn的消耗而產生紅繡，而5%Al和55%Al-Zn鍍層鋼板（bǎn）保持了耐（nài）蝕性和替代腐蝕保護（hù）功能（néng）。55%Al-Zn鍍層（céng）的金屬組織是在一（yī）次結晶的（de）富Al相晶粒之間存在著含b-Zn的富Zn相。Townsend指出，在暴露（lù）腐蝕初期，富Zn相首先溶解表現出替代腐蝕保護作（zuò）用；在（zài）暴露（lù）腐蝕後期，富Al相起到耐（nài）蝕作用。這種（zhǒng）防腐蝕機製也體現在鍍Zn鋼板（bǎn）和55%Al-Zn鍍層鋼板的端麵腐蝕中。研究資料（liào）指（zhǐ）出（chū），在長期暴露實驗中，在暴露初（chū）期55%Al-Zn鍍層鋼板由試樣端（duān）麵開始發生的鍍層膨脹（線狀腐蝕）的（de）腐蝕速度較大，在暴露後期，鍍Zn鋼板的鍍層（céng）膨脹腐蝕（shí）速度較大。在暴（bào）露初期55%Al-Zn鍍（dù）層鋼板（bǎn）的富Zn相在塗層和鍍（dù）層的界麵上溶解，所以，腐蝕從試樣端麵迅速向內部進行，當腐（fǔ）蝕進行到一定距離時，與陰極距離增大，腐蝕（shí）速度就減小了。鍍Zn鋼板在腐蝕（shí）發生後由於沒有富Al相，所以陰極麵（miàn）積增加，腐蝕一直進行下（xià）去。
為提高5%Al-Zn鍍層鋼板的（de）耐蝕性，開發出添加3%Mg的6%～11%Al-3%Mg-Zn合金鍍層係列鋼板。在6%Al-Zn中添加Mg延長了紅鏽產生的時間，Mg提高耐蝕性的效果（guǒ）在大氣暴露試樣中也得到證實。在濱海地（dì）區該（gāi）鍍層係列鋼板暴露實驗生成的（de）腐蝕產物中（zhōng），都沒有發現ZnO。暴露腐蝕生成（chéng）並積累的腐蝕產物大大抑製了陰極反（fǎn）應。而鍍Zn鋼板腐蝕產物中的ZnO具有半導體的性質，不能抑製（zhì）氧化還原的陰極反應。在3%Mg鍍層鋼板腐蝕產（chǎn）物（wù）中沒有檢測出ZnO，這（zhè）與上述實驗結果一致。
從上世紀80年代開始，在鉻（gè）酸鹽皮膜上塗敷約1靘有機膜的耐指紋鋼板和潤（rùn）滑（huá）鋼板、塗敷約20靘（qīng）有機膜的鋼板，省去塗敷工序的預塗層鋼（gāng）板實現（xiàn）了商品化，並得到廣泛應用。之後，在（zài）電氣電子設備中禁止使用P、Cr6+和Cd6+的RoHS（對某些有害物質限製使用（yòng）的規定）法令於2006年開始生效，推進了無Cr化處理（lǐ）工藝的進程。預塗層鋼板的性能特點是（shì）耐蝕性、高（gāo）加（jiā）工性、抗表麵瑕疵性、抗汙染性、抗菌性（xìng）、吸熱性、散熱性等等，這些特性（xìng）主要是由塗敷皮膜的特性來決（jué）定。
(2)無Cr化處理（lǐ）工藝
近年來，保護地球環境、防止汙染、構築（zhù）循環型社會的理念越來越強（qiáng）化，對材料提出降低環境負（fù）荷的要求（qiú）也越來越高。在歐洲，針對電氣電子設（shè）備的RoHS法令以（yǐ）歐盟法律的（de）形式將P、Hg、Cr6+和Cd6+以及兩種有機物的（de）最大允許值規定為1000ppm，凡是超過（guò）該值的產（chǎn）品禁（jìn）止在歐盟（méng）區域銷售。關於汽車報廢的ELV法令，則禁止使用P、Hg、Cr6+和Cd6+。
日本（běn）根（gēn）據鉻酸（suān）鹽處理工藝會產（chǎn）生有害的（de）Cr6+情（qíng）況，從上世（shì）紀70年代起開始探索替代鉻酸鹽處理的技術（shù），由於沒（méi）有找到有效的方法，鉻酸鹽處理工藝仍（réng）在繼（jì）續使（shǐ）用。但是，在上述（shù）法（fǎ）令公布之後加快了對（duì）應措施的研究，在法（fǎ）令生效之日（rì），日本的無Cr化處（chù）理技術已經完全開發成功（gōng）。
無Cr化處理工藝應仍能保持鉻酸鹽處理皮（pí）膜所具有的阻隔（gé）功能和自修（xiū）複功能。無Cr化處理的機理是用不到（dào）幾微（wēi）米的有機樹脂膜（mó）來保證阻隔功（gōng）能，用阻化（huà）劑來保證耐蝕性，添加矽烷類（lèi）耦合劑改善有機樹脂膜與金屬氧化層和塗層的密著性。高功能無Cr有機複合塗層鋼板的耐蝕（shí）性基本上可與鉻（gè）酸鹽處理鋼板相媲（pì）美。
目前，日本鋼鐵廠的化成處理基本上實現了無Cr化。今後應進一步開（kāi）發出（chū）自修複性和耐蝕性更好的皮膜。荒木提（tí）出的用矽烷類化合物對烷烴硫醇自己組織化單分子膜進行化學改性，形成二元聚合體的方法，可以用（yòng）幾納米厚的薄膜獲得高耐蝕（shí）性，是值得（dé）關注（zhù）的方法。
(3)表（biǎo）麵處理鋼板與汽車
從上世紀70年代開始，就將汽車用表麵處理鋼板的目標定為（wéi）車身防蝕。此後隨著目標值的逐級提高，開發出電（diàn）鍍（dù）Zn鋼板、Zn合金鍍層鋼板、合金化熱鍍Zn鋼板、有機薄膜塗敷（fū）鍍Zn鋼板等（děng）等，用於汽車表麵處理（lǐ）鋼板的比（bǐ）例不斷增加。最近，為降低燃（rán）料消耗、CO2減排和達到ELV法令要（yào）求的減少環境負荷、提高安全性的要求，以車身輕量（liàng）化、無Cr化處理（lǐ）、提高衝撞安全性為目標，進行汽（qì）車表麵處理鋼板的開發工作。
從上世（shì）紀70年代到80年代，在電鍍（dù）Zn鋼板方（fāng）麵，電鍍Fe-Zn合金鋼板和兩層電鍍鋼（gāng）板因良好的耐蝕（shí）性以及電鍍時的抗電弧坑特性而得到廣泛應用，同時，電鍍Ni-Zn鋼板、鍍Ni-Zn層上塗敷鉻酸鹽皮膜和約1靘含SiO2有機皮膜的有機複合塗（tú）層鋼板也被采用。由於鉻酸鹽（yán）皮膜的鈍化作用和有機皮膜的阻隔功能以（yǐ）及SiO2的防鏽作用，使塗（tú）敷（fū）鉻酸鹽皮膜（mó）－含SiO2有機皮膜的複合塗層鋼（gāng）板具有極（jí）好的耐蝕性。但是80年（nián）代，美國汽車業公布了汽車的耐蝕標準（10年無孔蝕、5年外表無鏽、2年發動機倉無鏽）；隨後歐洲提出了保證汽車12年（nián）防鏽的標（biāo）準。為（wéi）適應這些標準，日本轉向采用合金化熱鍍Zn鋼板，並通過（guò）增加鍍層厚度來確保良（liáng）好的耐蝕性。增加鍍層厚度是提（tí）高耐蝕性的簡單而有效（xiào）的方法。目前合金化熱（rè）鍍Zn鋼板已成（chéng）為日本表麵處理鋼板的主流，歐洲則主要采用電鍍（dù）Zn和非合金化熱鍍Zn鋼板，鍍層厚（hòu）度（dù）大於日本（běn）的合金化熱鍍Zn鋼板。
(4)汽車用高強（qiáng）度表麵處理鋼板（bǎn）
一般來說，鋼的屈（qū）服強度增加，伸長率降低。但鐵素體和馬氏（shì）體雙相鋼（DP鋼）和由於殘餘奧氏體加工誘發馬氏體（tǐ）相變發（fā）生（shēng）硬化而使變形量增加的TRIP鋼（相變誘導塑（sù）性鋼），比傳統高強（qiáng）度鋼具有（yǒu）更大的延性。此外，還開發出在200℃左右塗漆（qī）烘烤加熱時（shí）硬度增加的烘烤硬化（huà）鋼（BH鋼）和添加Ti、Nb的超低碳BH鋼。
在對高強度鋼進行（háng）熱鍍Zn或合金化（huà）熱鍍Zn時，由於鋼中的（de）Mn、Si等強化元素和氧的親和力較大，在鍍Zn前的連續（xù）退火（huǒ）過程中優先被氧化，在鋼板表麵生成SiO2、Mn2SiO4等氧（yǎng）化物。這些氧化物降低了Zn液與鋼的浸潤性，是鍍（dù）Zn鋼板產生“露鋼”缺陷的一個原因。
(5)表麵（miàn）處理鋼板的發展方（fāng）向
由於Zn的良好耐蝕（shí）性以及（jí）對基板的替代腐蝕保護功能，用Zn和（hé）Zn合金進行表麵處理的鋼板（bǎn）得到廣泛的應用。可以認為很難用簡單方法來取代Zn的這些優良特性。但是，在Zn的（de）替代腐蝕保護功能方麵，由於（yú）對Zn陽極反應的非極化特性（xìng）（陽極過電壓很難增加），替代腐蝕電位很低，基本上是-1.0V，所（suǒ）以，在替代腐蝕反應過（guò）程中氫會滲入鋼材，使鋼材發生脆化。研（yán）究表明，用Al-Mg-Si合金替（tì）代Zn進行（háng）鋼板熱鍍，可（kě）以抑製替代腐蝕電位的降低和氫滲（shèn）入鋼（gāng）中。因此這是一個通過選擇適當的合金組合減小氫脆的表麵處理方法。
總之，由於Zn的物理、力學以及化學特性，很難改變Zn在鋼板表麵處理中的優勢地位。因此，重要的不是單純地用其他金屬或合金替代Zn，而（ér）是通過鋼的熱處理、加工、化成處理、塗裝等工藝的（de）適當組合，開發出適用於不同用途和不同特性要（yào）求的表（biǎo）麵處理工藝。
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