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    镀锡板是食品和饮料的重要包装材料。在镀锡板生产过程中，一般要对镀锡板进行铬酸盐阴极钝化处理，目的是为了提高镀锡板的抗氧化性、耐蚀性、抗硫化黑变性以及与漆膜的附着力等性能。但铬酸盐阴极钝化处理带来的潜在危险迫使人们不断开发各种无铬的处理方法。本文介绍的是新日铁、JFE两大钢铁公司开发的诸如磷酸盐阳处理和磷酸盐-硅烷处理等镀锡板无铬表面处理技术及其发展趋势。

 
1.磷酸盐阳极处理技术

 
　　新日铁公司开发了一种基于磷酸盐的电镀锡钢板无铬表面处理方法，即磷酸钠阳极处理，这种无铬钝化镀锡板用于制造奶粉罐。具体处理条件是在50℃，pH值为2.5的30g／L的磷酸钠溶液中阳极极化(2C／dm2)。资料介绍的试验结果表明，在磷酸钠溶液中阳极处理可以赋予镀锡板良好的抗黄变和抗污染性能。资料还显示，先进行阴极预处理，然后再进行阳极处理，可以进一步改善镀锡板的抗污染性能，这主要是因为阴极处理还原了镀锡板上原来的锡氧化物，而随后进行阳极处理时可以生成不易剥落的致密锡氧化物。锡镀层中的针孔是铁的来源，在磷酸盐中的阳极处理通过将铁转变成磷酸铁，从而阻止锡氧化物膜中的铁含量升高，也起到封闭针孔的作用。

 
2.磷酸盐—硅烷处理技术

 
　　JFE钢铁公司开发了一种用于低锡镀层钢板的磷化处理新方法--磷酸盐-硅烷处理(P-Si处理)。低锡镀层钢板首先要进行闪镀Ni，并在N2-H2气氛中进行升温、退火，以形成Fe-Ni合金层，随后在平整、电解脱脂和酸洗工艺之后进行电镀锡，再进行软熔。这种镀锡钢板具有Fe(Ni)-Sn合金层，未合金化的Sn作为游离锡残存下来。低锡镀层钢板在碳酸钠水溶液中阴极处理(1C／dm2)后进行P-Si处理。处理液中含1-80g／L的磷酸根离子(H3PO4，Na3PO4等)、0.001-10g／L锡离子(SnCl2，SnCl4或SnSO4等)和0.1％-5.0％的硅烷偶联剂(优选2-[3，4]一环氧环己基乙基三甲氧基硅烷或3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷等)。具体处理条件为：在40-60℃下浸渍1～5s，浸渍后的镀锡板于50～100℃下的热风烘干。

 
　　在日本，低锡镀层钢板具有替代普通镀锡板的趋势，低锡镀层钢板具有岛状金属Sn和钝化膜，以往的铬酸盐钝化膜是在铬酸盐溶液中电镀后生成的。在这种P-Si处理方法中，磷酸盐主要沉积在Fe(Ni)-Sn合金位点上，而硅烷膜层则在金属Sn和 Fe(Ni)-Sn合金上均匀地生成，P-Si处理能够有效地覆盖Fe(Ni)-Sn合金层，从而赋予产品以优良的抗腐蚀性能。P-Si处理的试样与单纯用P处理的试样相比，由于硅烷的耦合作用而具有更好的T-剥离强度，与CR处理的试样有着同样优良的性能。资料显示，对罐内容物的抗腐蚀性试验表明，P-Si处理的试样与CR处理试样具有同等优良的抗腐蚀性。阴极极化曲线的测定结果也表明，P-Si处理试样的腐蚀电位为-520mV(vs.SCE)，与P处理试样和CR处理试样的腐蚀电位相近。不同的是，与P处理的试样相比，P-Si处理试样的阴极电流被抑制了。用P-Si、P和CR处理的试样均具有相同的接触电阻。尽管用P-Si处理所形成的硅烷膜层被认为具有绝缘性，但低锡镀层钢板的表面结构和极薄的硅烷层仍然可以使试样保持低接触电阻。P-Si处理试样可以采用比CR处理试样稍宽的焊接电流范围。P-Si处理试样成形部位比CR处理试样具有更好的抗硫化斑性能，这应归功于连续的硅烷膜层的存在，因为硅烷膜层能够抑制SnS和FeS生成。

 
3.发展趋势

　　根据镀锡板领域的无铬钝化表面处理技术的研究结果，可以发现铬酸盐替代物已从简单成分体系向多种成分体系发展。在多种成分体系中往往是具有各种功能的无机物与有机物的组合，除了含有可以与锡形成转化膜或自身可以在镀锡层上生成致密钝化膜的物质外，还添加可以生成均匀膜层的有机聚合物，如有机硅烷、水溶性聚丙烯酸树脂等等。

 
　　另外，通过添加支持电解质，也可增加导电率；通过添加一些有机表面活性剂等，可增加镀锡板表面的润湿性。当然，所有这些成分首先须对人体和环境无害。从处理工艺上来看，不再单纯追求电解钝化，而是经常使用更简单的成本更低的浸渍处理，无漂洗的辊涂钝化工艺也成为一个研究热点。

　　随着人们对环境保护和人类健康的日益关注，逐步制定了一些法令、法规限制铬酸盐的使用，因而，铬酸盐正从一些工业表面处理领域消失，如汽车、家电和电子、电器等。镀锡板使用无铬钝化处理也是大势所趋。目前，全球各大钢铁公司正在积极探索镀锡板铬酸盐钝化的替代方法，相信在不久的将来，镀锡板无铬钝化处理的研究将会有新的突破。 

责任编辑：米阳