摘 要：高强酸洗板在汽车行业应用广泛，其表面质量是影响涂装工序中磷化效果的重要因素之一。本文采用常规的磷化工艺对两种不同表面质量的高强酸洗板进行处理，通过辉光放电光谱仪、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段评估了高强酸洗板的表面质量，系统研究了其对磷化性能的影响规律。结果表明：当高强酸洗板具有良好的表面质量时，磷化性能良好；当高强酸洗板表面存在因高硅成分产生的条状撕裂缺陷时，会导致磷化膜覆盖不完全、磷化结晶粗大的现象。
关键词：酸洗板；表面质量；磷化
Effect of surface quality of high strength acid wash plate on Phosphating performance
CHEN Qian，GUO Hongnan，YANG Yang
(Baosteel Zhanjiang Iron ＆ Steel Co., Ltd., Zhanjiang 524072 , China)
Abstract：Acid-washed high strength sheets are widely used in automotive industry, and surface quality of the sheets is one of the most important factors determining phosphating performance during coating process. In this paper, acid-washed high strength sheets with two different types of surface quality are treated by conventional phosphating process. The surface quality of acid-washed high strength sheets are characterized by GDS, SEM and EDS, additionally its influence on phosphating performance is systematically studied.The results show that the phosphating performance is acceptable when acid-washed high strength sheets with good surface quality. Also, it demonstrathes that strip tearing defects on material surface due to high silicon composition will lead to incomplete coverage of phosphating film and coarse phosphating crystallization.化石工艺品
Key words：Pickling Sheets, Surface Quality, Phosphating电解离子接地棒
0 前言
酸洗板是介于冷轧板和热轧板之间的一种性价比较高的产品，在汽车行业中主要应用于底盘系统、车厢底板、驾驶室内板等部件，其中高强度酸洗板在汽车关键受力部位的使用比
例越来越大。磷化处理这种简单可靠、操作方便的工艺在国内汽车涂装产线应用最为广泛[1]，优异的涂装涂层质量能够为车身提供良好的防腐效果，而涂装前处理磷化膜质量是决定涂层质量的一个关键因素[1]。对于钢厂而言，磷化性能与钢板表面质量关系密切，优异的涂装磷化性能有利于提高白车身的整车防腐。因此，研究高强酸洗板表面质量与磷化的关系显得尤为重要。本文通过采用辉光放电光谱仪、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段表征了高强酸洗板的表面质量，研究了同牌号、不同成分体系高强酸洗板表面质量的差异及其对磷化性能的影响规律。 1 试验材料和方法
1.1 试验选材
选用不同成分体系、同牌号的两种SPHF590材料，编号为A、B材，其化学成分及力学性能见表1。
37iii表1 两种试验材的化学成分
Table1Chemical composition of two samples
玻璃夹胶机
编号 | C（%） | Si（%） | Mn（%） | P（%） | S（%） |
A | 0.077 | 0.027 | 1.469 | 0.0074 | 0.0013 |
B | 0.091 | 0.476 | 1.055 | 0.018 | 0.0028 |
| | | | | |
1.2 磷化工艺模拟
磷化工艺流程：脱脂→去离子水洗→表调→磷化→去离子水洗→烘干。全套涂装前处理液由国内某知名涂装前处理剂供应商提供，其中脱脂剂为碱性脱脂剂，脱脂处理通过槽液循环喷淋的方式将钢板表面油污洗净。表调剂为粉末状的磷酸钛盐，在常温下溶解配制，在常温下将钢板浸润表调剂中处理10~30s；磷化剂为锌锰镍三元系磷化液，总酸、游离酸及促进剂等参数都调控在处理剂供应商提供的指标范围内。
1.3 测试分析方法
磷化处理前，先对对试验材的表面质量进行测试分析，磷化后的样板通过观察宏观覆膜成状态、微观覆膜形貌及磷化覆膜重量等指标评估其磷化质量。 （1）钢板表面逐层元素分析：试样用酒精洗净后，采用GDS850A辉光放电原子发射光谱分析试样表面随深度方向的元素富集情况；采用能谱仪OXFORD扫描观测视野内的钢板表面元素分布情况。 （2）钢板表面微观形貌：采用ZEISS EVO18型扫描电镜观察钢板裸板的表面微观形貌。
（3）磷化处理后的覆膜的微观形貌：采用ZEISS EVO18型扫描电镜观察钢板试样磷化处理后的覆膜微观形貌，分析磷化膜的均匀性、覆盖程度和晶粒尺寸的大小。
（4）磷化膜膜重:依据GB/T 9792-2003 《金属材料上的转化膜 单位面积膜质量的测定 重量法》测量磷化膜重量。
2 结果与讨论
2.1 表面元素富集
道路检测如图1所示，两种试验材的表面富集O元素深度均在10nm以内，为自然氧化膜层。两种试验材的表面富集Mn元素未出现明显波峰趋势，沿深度方向的元素变化不大，这是由于酸洗板是在热轧钢板的生产工艺基础上多了一道酸洗工艺，热轧钢板表层的氧化铁皮在酸洗工艺过程中去除，因而酸洗板的表面Mn元素与钢板内部元素差异不大。B材的表层10nm处的Si元素形成了明显的富集，B材的表面富集Si元素峰值明显高于A材，一方面与B材在化学成分上的Si元素明显高于A材有关，另一方面，与钢板的热轧工艺有密切关系。这是因为当钢板化学成分中Si元素高于0.15%时，基底金属最表层上的Si会在热轧氧化铁皮的形成过
程中生成Fe2SiO4，作为氧化铁皮的主要组成成分[2]，因此，在经热轧及酸洗工艺后的表面Si元素会形成明显富集。
图1 两种试验材的表面元素随深度方向分布
Fig.1 Distribution of surface elements of two samples with depth
14n2.2 基板表面微观形貌
如图4所示，A材表面可见轻微沟壑状形貌，无氧化铁皮残留或酸蚀空洞的缺陷，是正常良
好的酸洗板微观形貌。B材表面在宏观上具有大面积的沿带钢轧制方向延长的条状撕裂缺陷形貌，其微观形貌如图5所示，表面可见具有较为光滑的平台区域，同时具有正常的酸洗形貌，这是成分中Si含量高的钢种特有的表面特征[3]：带钢在热轧过程中，FeSiO4黏附钢基体和FeO，导致在热轧和冷却过程中与冷却水和空气接触氧化成红氧化铁皮，经酸洗后形成撕裂条状缺陷。如图6所示，光滑平台区域与正常酸洗形貌的表面Si元素分布均匀一致。
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