目前，主要问题是为新的生产线降低材料消耗和减少工序。21世纪，我们在满足各种个性需求的同时还将不断提高汽车车身的防腐蚀性能。由于锌盐磷化在将来仍然被用于汽车车身的油漆底层，因此必须使该技术具有环保性。本文综述了20世纪磷化技术所发生的变化，并介绍一种面向21世纪的新型磷化技术。新的前处理系统减少了工序，磷化工艺具有低成本、超细致、无镍和亚硝酸盐的特点，从而减轻环境压力。
1、20世纪磷化技术发展历程
自磷化技术问世以来，人们一直都在致力于降低磷化处理温度和缩短．磷化反应时间。如早期的铁系磷化表面处理时间长达2h，处理温度接近沸腾。20世纪30年代，人们开始在磷化处理中添加锌，并竭力改进该技术。20世纪磷化技术的发展历程。
在能源危机之后，德国、日本开展大量的试验来降低磷化温度，室温磷化因此而诞生并商品化，但并没有应用于汽车车身涂装线。随着磷化时间进一步缩短，仅需几秒钟的锌盐磷化工艺被钢铁企业用于镀锌钢板涂料底层的在线处理。但该技术不适合于汽车车身的预处理，因为汽车车身对磷化膜性能要求较高，一方面磷化膜要满足电泳漆的要求，另一方面要适应组成汽车车身的多种材料。
目前，世界范围内用于汽车车身的磷化工艺是浸渍式三阳离子(Zn-Ni-Mn)体系，其处理温度为35℃、处理时间最短可达90s。经过近一个世纪的发展，改善磷化温度和处理时间可以大大提高汽车的涂装性能和生产效率。
2 21世纪的磷化工艺
21世纪磷化工艺的发展趋势是，采用更低的磷化温度、更短的处理时间、更短的工艺流程及更加环保的工艺和材料。
2．1更低的磷化温度
磷化反应的速度决定于温度、浓度及磷化液的流动性等参数，它们的数值越高，反应速度越快。在经历2次石油危机之后，降低处理温度成为日本工业的重要工作目标，日本目前的脱脂温度为40℃、磷化温度为35℃。溶液的流动性是由设备决定的，增加流动性通常需要添加昂贵的设备，然而通过这种方法获得快的反应速度是不可取的。因此，在降低处理温度的情况下，通过优化磷化液的组成来保持反应速度。如图1所示，通过提高锌离子浓度、降低游离酸度来保证磷化速率。
随着锌离子浓度的增加，冷轧板表面的磷化膜“P”比会降低。为避免这种趋势，应提高磷化液中促进剂的浓度。亚硝酸钠作为氧化型促进剂一般用于低酸度的磷化液，在基体表面发生刻蚀反应的区域pH值会升高，这时亚硝酸钠不是作为氧化剂而更像是Fe2+络合剂。因此，如果提高促进剂的浓度，Fe2+就很容易参与成膜，“P”比也会相应提高。
2.2更少的沉渣
在磷化膜形成过程中，同时降低沉渣量是完全可能的，因为沉渣量取决于磷化过程中的刻蚀反应。通过降低游离酸度而减少刻蚀反应，从而最终降低沉渣量。根据基体材料的不同，可以将沉渣减少10%-30%。
现在大多数沉渣填埋在垃圾场，然而这种方式费用愈来愈高，且垃圾场的数目有限。因此，我们开发了几种沉渣的循环利用方法，并付诸实践。目前在日本，磷化温度为35℃的汽车车身处理线的数目在增加，我们期待着低温、低渣型磷化工艺成为一种标准技术。
2.3更短的处理时间
完成磷化反应是以基体表面是否完全被磷化膜所覆盖为判断标准。磷化晶体生长的结晶过程。
磷化膜晶体的形状是由磷化液的组成及磷化液的流动性决定的，而磷化反应初期所形成的晶核数则决定着晶体的尺寸。磷化液中添加的镍可以在磷化初期的反应中以金属镍的方式部分地沉积在基体表面，形成微阳极，能有效地减小磷化膜晶体的尺寸。然而，如果磷化液组成一旦固定，晶体的尺寸则决定于磷化前的表面调整工序。
2.4表面调整的作用
目前，绝大多数汽车车身表面的预处理应用浸渍式磷化工艺，表面调整工序的实现是这种技术得以推广应用的原因，因此这道工序十分重要。
在20世纪磷化技术发展历程中，钛盐表面调整剂的使用其意义重大。这种表调液就是将胶体钛溶解在微碱性溶液中，胶体钦吸附于零件基体表面形成微小颗粒，它不仅可以提高磷化反应初期刻蚀反应的点，而且增加磷化结晶的晶核数，从而加快磷化反应速度，使磷化结晶更加细致均匀。然而，胶体钛表调剂的效果受到一些因素的影响，如水质、表调剂凝聚及随时间变质等。其中，脱脂剂的带人将导致表调液凝聚和变质，而磷化过程中的潮湿气体可使pH值发生变化，最终的结果是磷化膜晶体变粗、磷化反应变慢。为解决钦盐表调剂的这些固有问题，日本帕卡懒精公司（PARKERING）开发了一种全新的表面调整剂，正在日本推广应用。
2.5新表面调整剂（PREPALENE X)
新表面调整剂的特点在SAE2001中已经提及，其中最显著的特征是消除了生产过程中各种因素（水质、稳定性、脱脂剂的带入,pH值的变化）对表调剂效果的影响，从而消除了钦盐表调剂的固有问题，获得稳定的磷化膜层，并在一些用户的生产线上得到了证实。
2.6缩短磷化时间
在一条具有机动性的浸渍式磷化线上，磷化时间已经缩短到72s，我们正在研究磷化时间为60s的新浸渍式磷化工艺。
2.6.1提高汽车轻金属材料的磷化效率
随着汽车采用更多的诸如铝、高疲劳强度材料，改善这些材料，的磷化效率和磷化膜的性能是十分必要的。
2.6.2提高表调液的稳定性
如用户在夏季的10d停工期后能继续使用表调液而不用排放或更新，并且能获得与以前相同的磷化膜。
2.6.3提高具有腔型结构的内部磷化效率
我们处理具有腔型结构的零部件，检测其锌盐磷化膜的外观和性能，发现磷化膜结晶细致、无锈。PREPALENE X提高了组成表调剂的磷酸盐的分散稳定性，并避免生产线上各种实际因素的影响。通过将更细致的颗粒吸附于基体表面，PREPALENE X可以产生大量的微粒和晶核，从而借助晶体的外延生长更进一步减少磷化时间。
过去我们的精力主要集中在改进磷化液的组成上，然而今天我们认识到，通过改变表面调整剂可以获得磷化技术的改进和提高。新的表面调整剂将成为21世纪锌盐磷化技术的焦点。
2.7降低成本
通过使用新的表面调整剂和新的磷化液，可以在保证磷化膜质量的前提下降低生产成本。我们的目标是获得充分覆盖基体表面的超细致的磷化膜来保证涂装性能，并减少磷化膜形成过程中的材料消耗。
2.7.1新磷化液(PALBOND L3060)
在三阳离子磷化液中添加有机络合剂（OCA），可以在冷轧钢板上加速磷化反应，减轻磷化膜重。在冷轧板上采用PALBOND L3060和传统工艺的磷化膜形貌比较。
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