一直以來，金屬工件對(duì)防腐有著較高的要求，目前比較普遍的解決方案是在金屬涂裝前處理工藝中，使用一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜(這個(gè)過程簡稱磷化，所形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜稱之為磷化膜)，它和后道涂裝一起保護(hù)金屬制品，保證10年或以上的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生銹穿等問題。
盡管磷化的抗腐蝕等性能非常優(yōu)異，但是它同時(shí)也產(chǎn)生諸多問題，比如能耗高、污染較嚴(yán)重、含有害重金屬、廢水處理較困難、容易在管壁及管道內(nèi)結(jié)渣等一系列問題。隨著科技的不斷進(jìn)步和環(huán)保要求的不斷提高，更環(huán)保的金屬表面前處理工藝正在全球范圍內(nèi)發(fā)展起來，目前這方面的研究工作集中在無毒環(huán)保磷化和完全擯棄含磷配方的全新工藝兩個(gè)方面。
磷化及環(huán)保無毒工藝發(fā)展歷程
磷化處理工藝，早的可靠記載是英國CharlesRoss于1869年獲得的專利，至今已一個(gè)多世紀(jì)。磷化處理工藝的發(fā)展過程可分為以下幾個(gè)階段：
二次世界大戰(zhàn)之前，磷化工藝的基礎(chǔ)階段，這一時(shí)期完成了許多基本的發(fā)現(xiàn)，主要是在英國。
二次世界大戰(zhàn)之間，大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用階段，此時(shí)磷化工藝的發(fā)展中心由英國轉(zhuǎn)移至美國。這期間，美國的T.W.Coslet將鋅、氧化鋅或磷酸鋅鹽溶于磷酸中制成了個(gè)鋅系磷化液。這一研究成果大大促進(jìn)了磷化工藝的發(fā)展。Parker防銹公司研究開發(fā)的ParcoPower(帕克粉劑)配制磷化液，將磷化處理時(shí)間縮短至1小時(shí)，1929年Bonderizing又將磷化時(shí)間縮短至10分鐘，1934年磷化處理技術(shù)取得了革命性的發(fā)展，即采用了將磷化液噴射到工件上的方法。
二次世界大戰(zhàn)期間，磷化工藝的新用途階段，主要發(fā)生在德國。
二戰(zhàn)結(jié)束以后，磷化工藝穩(wěn)步的發(fā)展和完善階段，磷化工藝很少有突破性進(jìn)展。這個(gè)時(shí)期磷化處理技術(shù)重要改進(jìn)有：低溫磷化、各種控制磷化膜膜重的方法、連續(xù)鋼帶高速磷化(處理時(shí)間只需5秒)。
上世紀(jì)90年代，國外環(huán)保型涂裝前處理工藝逐漸成為業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。由于磷化處理工藝中毒性較大、污染比較嚴(yán)重的主要是亞硝酸鹽，重金屬Ni2+、Cr6+、Mn2+等離子。所以，該領(lǐng)域的研究也主要集中在為這些物質(zhì)尋找替代品上，主要分為無亞硝酸鹽磷化和無鎳磷化。這種環(huán)保型無毒磷化工藝只是在原有的磷化體系中“兜圈子”，雖然減少了磷化工藝中的有毒有害物質(zhì)，卻不能從根本上解決問題。金屬表面前處理工藝的發(fā)展方向不應(yīng)該只是減少有毒有害物質(zhì)，而應(yīng)該從根本上解決磷化的污染問題。
磷化替代技術(shù)的發(fā)展
過去60年，鋅和鎳兩種金屬離子是磷化的核心，日益嚴(yán)格的環(huán)境政策以及不斷提高的鎳和鋅原材料價(jià)格，成為開發(fā)合適的替代品的驅(qū)動(dòng)因素。人們先對(duì)納米顆粒、鋯、鈦、聚合物以及其他金屬離子的單體及相互之間的合成物進(jìn)行評(píng)估，后決定開發(fā)替代磷化的新轉(zhuǎn)化膜，這種替代品應(yīng)該不含磷酸鹽及其他傳統(tǒng)的重金屬離子或受RoHS等規(guī)定限制的金屬離子，各處理工藝所含離子濃度都少于當(dāng)前的磷酸鋅工藝，從而節(jié)約能源和水，滿足當(dāng)今前處理行業(yè)的性能要求。
發(fā)展前瞻
隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的越來越重視，環(huán)保金屬表面前處理技術(shù)取代傳統(tǒng)技術(shù)，已經(jīng)成為了一種趨勢和發(fā)展方向，而且這個(gè)發(fā)展速度正隨著金屬表面處理行業(yè)的日漸成熟而越來越快。近一兩年，國內(nèi)金屬表面處理行業(yè)環(huán)保意識(shí)普遍增強(qiáng)，對(duì)環(huán)保涂裝前處理工藝的接受度大大提高，預(yù)計(jì)未來2～3年內(nèi)，磷化替代處理工藝將取代傳統(tǒng)工藝30%~40%的份額。
未來環(huán)保金屬表面前處理技術(shù)需要依靠涂裝化學(xué)品、設(shè)備和三廢處理的共同配合，因此相關(guān)廠家、供應(yīng)商之間的合作也會(huì)越來越緊密。
金屬工業(yè)在不斷發(fā)展，鍍鋅層的質(zhì)量也在不斷提高，質(zhì)量更好的鍍鋅層及后續(xù)的轉(zhuǎn)化涂層及耐腐蝕保護(hù)涂層的工藝也會(huì)相應(yīng)的不斷改進(jìn)。未來，金屬制品廠可直接使用耐腐蝕性能良好的金屬制品，生產(chǎn)工藝將更精簡、更環(huán)保，成本也將更低。
