表麵處理鋼板的開發狀況（kuàng）和發展方向
(1)表麵處理鋼板應用領域的擴展和（hé）性能（néng）
表麵處理鋼板大部分是鍍Zn鋼板。2008年，日本鍍Zn鋼板（bǎn）產量是1500萬t，其（qí）中77%是熱（rè）鍍（dù）Zn鋼（gāng）板。鍍Zn鋼板用於汽車、建築、電器和其他方麵，其中（zhōng）有一半用於汽車。
從80年代起55%Al-Zn熱鍍鋼板在日本得到廣泛應用。在海（hǎi）鹽影響很大的海（hǎi）岸地帶（dài），鍍Al鋼板發生孔蝕，耐蝕性下降。長期暴露腐蝕的結果表明（míng），鍍Zn鋼板由於（yú）Zn的消耗而產生紅繡，而5%Al和55%Al-Zn鍍層鋼板保持了耐（nài）蝕（shí）性和替代腐蝕保護功能。55%Al-Zn鍍層的金屬組織是在一次結晶的富Al相晶粒之間存在（zài）著（zhe）含b-Zn的富Zn相。Townsend指出，在暴露（lù）腐蝕初期，富（fù）Zn相（xiàng）首先溶解（jiě）表現出替代腐蝕保護作（zuò）用；在暴露腐蝕（shí）後期，富Al相起到耐蝕作用。這種防腐蝕機製也體現在鍍Zn鋼板和55%Al-Zn鍍層鋼板的（de）端（duān）麵腐蝕中。研究資料指出（chū），在長期暴露實（shí）驗中，在暴露初期55%Al-Zn鍍層鋼（gāng）板由試樣端麵開始發生的（de）鍍（dù）層膨脹（線狀腐蝕）的腐蝕速度較大，在暴露後（hòu）期，鍍Zn鋼板（bǎn）的鍍層膨脹腐（fǔ）蝕速（sù）度較大。在暴露初期（qī）55%Al-Zn鍍層鋼板的富Zn相在塗層（céng）和（hé）鍍層的界麵上溶解（jiě），所以，腐蝕從試樣端麵迅（xùn）速向內部進行，當腐蝕進行到一定距離時，與陰極距離增大，腐蝕速（sù）度就減小了。鍍Zn鋼板在（zài）腐蝕發生後由（yóu）於沒有富（fù）Al相，所以陰（yīn）極麵積增加，腐蝕一直進行下去。
為提高5%Al-Zn鍍層鋼板的耐蝕性，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（tiān）加Mg延長了紅（hóng）鏽產（chǎn）生的時間，Mg提高耐蝕性的效果在大氣暴露試樣中也得（dé）到證實。在濱（bīn）海地（dì）區該（gāi）鍍（dù）層係列鋼板暴露實驗生成（chéng）的腐蝕產物中，都沒有發現ZnO。暴露腐蝕生成並積累的腐蝕產物（wù）大大抑（yì）製了陰極反應。而鍍Zn鋼板腐蝕產物（wù）中的ZnO具有半導體的性質，不能抑製氧化還原的（de）陰極（jí）反（fǎn）應。在3%Mg鍍層鋼板腐蝕產物中沒有檢測出ZnO，這與上述實驗結果一致。
從上世紀80年代開始，在鉻酸鹽皮膜上塗敷約1靘有機膜的耐指紋鋼板和潤滑鋼板、塗敷約20靘有機膜的鋼板，省去塗敷工序的預塗層鋼板實現了商品化，並得到廣泛應用。之後，在電（diàn）氣電子設備中禁止使用P、Cr6+和Cd6+的RoHS（對某（mǒu）些有害物質限製使用的（de）規定）法令於2006年開始生效，推（tuī）進了無Cr化處理工藝的進程（chéng）。預塗層鋼板的性能（néng）特點是耐蝕性、高（gāo）加工性、抗表麵瑕疵（cī）性、抗汙染性、抗菌（jun1）性、吸熱性、散熱性等等，這些特性主要是由塗敷皮膜的特性來決定。
(2)無Cr化處理工藝
近年來，保護地球環境、防止汙（wū）染、構築（zhù）循環（huán）型社會的理念越來越強化，對材料（liào）提出降（jiàng）低環境（jìng）負荷的要求也越來越（yuè）高。在歐洲，針對電（diàn）氣電子設備的（de）RoHS法（fǎ）令以歐盟法律的形式將P、Hg、Cr6+和Cd6+以及兩（liǎng）種有機物的最大允（yǔn）許值規定（dìng）為1000ppm，凡是超過該值的產品禁止（zhǐ）在歐盟區（qū）域銷售。關於汽車報廢的（de）ELV法令，則（zé）禁止使用P、Hg、Cr6+和Cd6+。
日本根據鉻酸鹽（yán）處理工藝會產生有害（hài）的Cr6+情況，從上世紀70年代起開始探（tàn）索替代鉻酸鹽處理（lǐ）的技術，由於沒有找到有效的方法（fǎ），鉻酸鹽（yán）處理工藝仍（réng）在繼續使用。但是，在上述法令公布之（zhī）後加快了對應措施的研究，在法令生效之（zhī）日，日本的無Cr化處（chù）理技術（shù）已經完全開發成功。
無Cr化處理工藝應仍能（néng）保持鉻酸鹽處理皮膜所具有的阻隔功能和自（zì）修複功能。無Cr化處理的機理（lǐ）是用不到幾微米的有機樹脂膜來保證阻隔（gé）功能，用阻化劑來保證耐蝕性，添加（jiā）矽烷類耦合劑改善有機樹脂膜與金屬氧化層（céng）和塗層的密著性。高功能（néng）無（wú）Cr有機複合塗層鋼板的耐蝕性基本上可與鉻酸鹽處理鋼板相媲美。
目前，日本鋼鐵廠的化成處理基本上實現了無Cr化。今後應進一步開發出自修複性和耐蝕性更好的皮膜。荒木提出（chū）的（de）用矽烷類化合（hé）物對烷烴硫醇自己組織化單分子膜進行化（huà）學改性，形成二元聚合體的方法，可以用幾納米厚（hòu）的薄膜（mó）獲得高耐蝕性（xìng），是值得關注的方法。
(3)表麵處（chù）理鋼板與汽車
從上（shàng）世紀70年代開始，就將（jiāng）汽車用表（biǎo）麵（miàn）處理鋼板的目標定為車身防蝕。此後隨著目標值的逐級提高，開發出電鍍Zn鋼板、Zn合金（jīn）鍍層鋼板、合金化熱鍍Zn鋼板、有機薄（báo）膜塗敷鍍Zn鋼板等等，用（yòng）於汽（qì）車表麵處理鋼板的比例不斷增加。最（zuì）近，為降低燃料消耗、CO2減排和達到ELV法令要求的減少環境負荷、提高（gāo）安全（quán）性（xìng）的要求，以車身輕量化、無Cr化處理、提高衝撞安全性為目標，進行汽車表麵處理鋼板的開發工作。
從上世紀70年代到80年代，在電鍍Zn鋼板方麵，電鍍Fe-Zn合金鋼板和兩層電鍍鋼板因良好的耐蝕性以及（jí）電鍍時（shí）的抗（kàng）電弧坑特性而（ér）得到（dào）廣泛應用，同時，電鍍Ni-Zn鋼板、鍍Ni-Zn層上塗敷鉻（gè）酸鹽皮（pí）膜和約1靘（qīng）含SiO2有機皮膜的有機複合（hé）塗層鋼板也被采用。由於鉻酸鹽皮膜（mó）的鈍（dùn）化（huà）作用和有機皮膜的阻隔功能以及SiO2的防（fáng）鏽作用，使塗敷鉻酸鹽皮膜－含（hán）SiO2有機皮膜的複合塗層鋼板具有極（jí）好的耐蝕性。但是80年代，美（měi）國汽車業公布了汽車的耐蝕標準（10年無孔蝕、5年外（wài）表無鏽、2年發動機倉無鏽）；隨後歐洲提出了保證汽車12年防鏽的標準。為適應這些標準（zhǔn），日本轉向采用合金（jīn）化熱鍍Zn鋼板（bǎn），並通過增（zēng）加（jiā）鍍層厚度來確保良好（hǎo）的耐蝕性。增加鍍層厚度是提高耐（nài）蝕性的簡單（dān）而有效的方法。目前（qián）合金化熱鍍Zn鋼板已成為（wéi）日本表麵處理鋼板的（de）主流，歐洲（zhōu）則（zé）主要采用電鍍Zn和非合金化熱鍍Zn鋼板，鍍層厚（hòu）度（dù）大於日本的合金化熱鍍Zn鋼板。
(4)汽（qì）車用高強度表（biǎo）麵處理鋼（gāng）板
一般來說，鋼的屈服強度增加，伸（shēn）長率（lǜ）降低。但（dàn）鐵素體和馬氏體雙相鋼（DP鋼（gāng））和由於殘餘奧氏體（tǐ）加工誘發馬氏體相變發生硬化（huà）而使變形量（liàng）增加的TRIP鋼（相（xiàng）變誘導（dǎo）塑性（xìng）鋼），比傳統高強度鋼具有更大的（de）延性。此外，還開發出在200℃左右塗漆烘烤加熱時硬度增加的烘烤硬化鋼（BH鋼）和添加Ti、Nb的超低碳BH鋼。
在對高強度鋼進行熱（rè）鍍Zn或合金（jīn）化熱（rè）鍍Zn時，由於鋼中的Mn、Si等強化元素（sù）和氧的親和力（lì）較大，在鍍（dù）Zn前的（de）連（lián）續退火（huǒ）過程中優先被氧化，在鋼板表麵生成SiO2、Mn2SiO4等（děng）氧化物。這些氧（yǎng）化（huà）物降低了Zn液與鋼的浸潤性（xìng），是（shì）鍍Zn鋼板產（chǎn）生“露鋼”缺陷的一個原因（yīn）。
(5)表麵處理（lǐ）鋼板的發展方向
由於Zn的（de）良（liáng）好耐蝕性（xìng）以及對基板（bǎn）的替代腐蝕（shí）保護功能，用Zn和Zn合金進行表麵處理的鋼板得（dé）到廣泛的應用。可以（yǐ）認為很難用簡單方法來取代Zn的這些優良（liáng）特（tè）性。但是（shì），在Zn的替代腐蝕保護（hù）功能方（fāng）麵，由於對Zn陽極反應的非極化特性（陽極過電壓很難增加（jiā）），替代腐蝕電位很低，基本上是-1.0V，所以，在替代腐蝕反應過程中氫會滲（shèn）入鋼材，使鋼材（cái）發生脆化。研究表明，用Al-Mg-Si合金替代Zn進行鋼板熱鍍，可以抑製替代腐蝕電位的降低和氫滲入鋼中。因此這是（shì）一個通過選擇適當的合金組合減小（xiǎo）氫脆（cuì）的表（biǎo）麵（miàn）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（bǎn）表麵處理中的優勢地位。因此，重要的（de）不是單純地（dì）用其他金屬或合金替代Zn，而是通過鋼的熱處理、加工、化成處理、塗裝等工藝的適當組合，開發出（chū）適用於不同用途和不同特性（xìng）要求的表麵（miàn）處理工藝。
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