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表面氧化物对高强度冷轧钢板磷化处理性的影响

Si和Mn是钢材的基本合金元素，这些合金元素不仅对氧化敏感，*在钢材表面形成氧化物，而且对钢板的表面性能如磷化处理性有很大的影响。另一方面，锌系磷化处理公司，近年来为提高汽车防碰撞的安全性和减轻车身重量，因此对汽车用冷轧钢板强度的要求越来越高。为提高钢板的强度，添加这些合金元素是非常有效的办法。针对Si和Mn是影响钢板的磷化处理性和机械性能的主要元素，对添加这些元素时钢板表面形成的氧化物种类及其分布状态进行了解析。结果，根据磷化处理性和表面氧化物的关系，得出以下结论。

(1)在Si含量较高、磷化处理性差的钢板上形成了磷酸锌结晶的附着部分和未附着部分。在这种钢板表面上存在着Si含量的浓差，磷酸锌结晶的未附着部位与Si浓差部位一致。

(2)通过TEM解析可知，Si富集部位就是钢板表面生成的大约50nm厚的膜状氧化物的部位。由此可以认为这种膜状Si氧化物会阻碍磷酸锌结晶的生成反应，破坏磷化处理性。

(3)膜状Si氧化物不仅与Si含量有关，而且与Mn含量有关。同时适当控制Si和Mn，可以抑制膜状Si氧化物的生成。

(4)Si能确保钢板的机械性能，锌系磷化生产厂家，是有益的元素，锌系磷化，但另一方面它会阻碍磷化处理性。通过应用上述研究结果，能在有益于机械性能的高Si含量条件下，锌系磷化厂家，提高钢板的磷化处理性和机械性能。

(5)根据上述研究，试制了在Si含量较高的条件下适当控制Mn的钢板，结果成功地试制出了磷化处理性和机械性能都好的980MPa级高强度高延性钢板。

 磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣  

   Fe3++PO43－=FePO4 （6）  

   以上机理不仅可解释锌系、锰系、锌钙系磷化成膜过程，还可指导磷化配方与磷化工艺的设计。从以上机理可以看出：适当的氧化剂可进步反应（2）的速度；较低的H+浓度可使磷酸根离解反应（3）的离解平衡更易向右移动离解出PO43-；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉淀反应（4）（5）不需太大的过饱和即可形成磷酸盐沉淀晶核；磷化沉渣的产生取决于反应（1）与反应（2），溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣增多。相应，在实际磷化配方与工艺实施中表面为：适当较强的促进剂（氧化剂）；较高的酸比（相对较低的游离酸，即H+浓度）；使金属表面调整到具备活性点均能进步磷化反应速度，能在较低温度下快速成膜。因此在低温快速磷化配方设计时一般遵循上述机理，选择强促进剂、高酸比、表面调整工序等。