一、技術(shù)名稱(chēng)：金屬涂裝前常溫鋯化處理節(jié)能技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：輕工行業(yè) 汽車(chē)、家電、機(jī)電、建材、裝備制造業(yè)、鋁型材、彩涂板等金屬制品行業(yè)

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

目前，我國(guó)用于金屬涂裝行業(yè)的磷化液年消耗量在200萬(wàn)t以上。由于常溫磷化防腐性能指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，所以約60%企業(yè)使用中溫磷化技術(shù)(50-60℃)，每噸磷化液升溫并維持工段溫度需10.6tce，能耗較高。應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量6萬(wàn)tce/a，CO2減排約16萬(wàn)t/a。

四、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

鋯化技術(shù)采用氟鋯酸作為主劑，利用氟鋯酸的水解反應(yīng)在金屬基材表面形成一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的無(wú)定型氧化物轉(zhuǎn)化膜；轉(zhuǎn)化膜依靠鋯化物與金屬基材牢固結(jié)合，同時(shí)，依靠鋯化液中的高分子化合物與涂層強(qiáng)烈結(jié)合，從而獲得高性能的金屬表面皮膜，從而達(dá)到優(yōu)異的附著力和防腐能力。其在冷軋板上的成膜機(jī)理如反應(yīng)方程式（1）、（2）所示。

Fe+3HF?FeF3+3/2H2         （1）

H2ZrF6+2H2O?ZrO2+6HF   （2）

通過(guò)反應(yīng)方程式（1）的腐蝕反應(yīng)，HF被消耗，使反應(yīng)（2）的平衡向右移動(dòng)形成ZrO2，膜的主要成分以Zr的氧化物和氫氧化物。在此過(guò)程中，Zr的氧化物和氫氧化物的羥基可與高分子化合物結(jié)合，常溫下可形成納米尺寸厚度的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜。

該技術(shù)采用鋯化液替代磷化液對(duì)金屬表面進(jìn)行預(yù)處理，省略了磷化工藝中對(duì)槽液進(jìn)行加熱處理的升溫環(huán)節(jié)，降低了能耗。

2.關(guān)鍵技術(shù)

在常溫條件下，鋯化技術(shù)對(duì)金屬表面處理的效果超越傳統(tǒng)的加熱磷化處理工藝。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的常溫鋯化技術(shù)廣泛存在金屬件二次腐蝕或返銹問(wèn)題，該技術(shù)首次將稀土元素鈰引入鋯化前處理工藝，鋯化液在與高分子化合物成膜過(guò)程中，鈰摻雜入復(fù)合鋯化膜中，使形成的納米厚度鋯化膜在結(jié)構(gòu)上更為致密均勻，可有效防止處理后金屬件的二次氧化，解決了常溫鋯化技術(shù)推廣中的過(guò)度腐蝕和返銹問(wèn)題。在處理中低檔冷軋板時(shí)，返銹率小于0.5%，遠(yuǎn)低于國(guó)際平均水平（約40%）。

3.工藝流程

金屬涂裝前常溫鋯化處理技術(shù)與傳統(tǒng)磷化工藝的流程對(duì)比見(jiàn)圖1、圖2。

傳統(tǒng)磷化工藝通常為：

預(yù)脫脂→脫脂→水洗→水洗→表調(diào)→中溫磷化（需加熱）→封閉→水洗→水洗→水洗→水洗→干燥；

采用鋯化節(jié)能技術(shù)，其工藝通常簡(jiǎn)化為：

預(yù)脫脂→脫脂→水洗→水洗→常溫鋯化液處理（無(wú)需加熱）→水洗→干燥。