第十五届全国表面工程大会

       热成形钢主要包括无镀层热成形钢和镀层热成形钢，其中镀层热成形钢主要包括铝硅镀层和锌基镀层，目前应用最广泛的是铝硅镀层。锌基镀层受限于锌挥发，液态金属脆和其表面性能对涂装、焊接存在不利影响，没有大规模应用。目前多数研究集中在前两个问题，较少学者研究锌基镀层对涂装性能影响，仅有的研究也是简单对其进行涂装评价。为了研究热处理后的表面状态对涂装质量的影响，结合涂装前处理反应机理和电泳性能要求，采用扫描电镜、X 射线光电子能谱分析仪、电化学工作站、成形试验机和循环式腐蚀试验机等设备进行镀层结构组成、耐蚀性能，磷化膜形貌，磷化膜生长过程及电泳漆膜性能进行分析。
       研究结果如下：钢板热处理前，镀层微观形貌为典型镀锌板形貌，表面存在明显的光整痕迹，粗糙度 Ra 和 RPc 平均值分别为 0.973 µm 和 93.2 cm^-1，镀层厚度约 10 µm，镀层成分超过99.8%的含量为Zn，存在少量Al和Fe；热处理后镀层存在明显的合金化并且表面粗糙不平整，粗糙度 Ra 和 RPc 分别为 1.415 µm 和 110.3 cm^-1；镀层厚度增厚至 25-28 µm，分为四层，从镀层最表层到铁基体依次为氧化层，Г 相，α-Fe(Zn)相和铁基体，其中氧化层为一层含有Al₂O₃、MnO、Fe₂O₃和ZnO厚度2~4 mm的复合化合物。在3.5% NaCl溶液中，含有氧化层的镀层耐蚀性能优于去除氧化层的镀层。但是氧化层会抑制磷化膜成膜，导致磷化膜覆盖率不足100%，通过延长脱脂时间溶解氧化层中的两性氧化物，没有获得磷化膜覆盖率的有效提升，需要喷砂去除氧化层才能在镀层表面形成均匀、致密、覆盖率100%的磷化膜，其耐蚀性能会获得明显提升，优于未去除氧化层获得的磷化膜。电泳漆膜测试表明去除氧化层对划格附着力影响较小，评级为 0 级；但对漆膜的杯突性能影响明显，去除氧化层后漆膜杯突破裂高度从6 mm 增加到7 mm，膜下扩蚀性能也获得提升，单边扩蚀宽度从从1.78 mm减小至到0.98 mm。热处理生成的氧化层会明显导致镀层磷化性能和电泳耐蚀性能下降。
      通过分析纯锌镀层热成形钢热处理后的表面状态对涂装性能的影响，明确氧化层对磷化膜和电泳耐蚀的影响机理，说明去除氧化层是提升该材料涂装质量的重要手段。
 

热成形钢；纯锌镀层；氧化层；磷化；电泳；耐蚀