CN101649473A

CN101649473A - 一种抗黑变电镀锌钢板及其制造方法

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Publication number: CN101649473A
Application number: CN200810041723A
Authority: CN
Inventors: 温乃盟; 郑建平
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2008-08-15
Filing date: 2008-08-15
Publication date: 2010-02-17

Abstract

本发明提供了一种抗黑变电镀锌钢板及该钢板的制造方法。该钢板电镀锌层表面有一镍层，所述镍层厚度为0.05～10mg/m²，镍层外面涂有润滑油，润滑油的厚度为0.3－3g/m²。该制造方法是将电镀锌钢板通过含Ni²⁺0.1－50g/L的酸性溶液浸泡处理1秒以上，或将电镀锌钢板通过含Ni²⁺的酸性溶液阴极电解处理0.5秒以上。本发明的钢板经过加镍处理后，能有效防止钢板表层的黑变，同时亦有良好的冲压成形性能与涂装性能。

Description

一种抗黑变电^^&其制造施

本发明涉及电^#9板制鄉域，具,及一种抗黑变的电镀鄉板。糊駄

电镀鄉板具有鹏的耐腐蚀性能与表面质量，以及良好的焊接性能与涂装性能，广 S^于家电、魏、汽车等行业。在汽车某些零部件的实际应用中，电镀糊板需要进行比较S^的冲H^形、^处理，^Ht要求电镀,板具有优良的冲压性能。为适于冲压加工，在实际使用中，应用于汽车特别是高级轿车的电镀m9板一般为电镀锌钢板。这种电»#9板是这样的一种钢板：冷轧钢^过电镀锌获得符合要求的镀锌层后，不经过其它表面鹏，出厂前仅在其表面上涂覆一层防锈润滑油。该防锈润滑油对钢板既可以起到防锈作用，同时起到冲压润滑作用。

然而在实际使用中发现，这种电镀，板由于生产时存在的缺陷，它在从钢厂出厂后至汽车厂下料加工前的一IS^输、存鹏程中，钢板的表面时常会发生外M^色变黑现象，

称之为黑变。对电镀##9板而言，这种黑^i不均匀发生的，因此可能会引起钢板经过涂

驗的表面质量问题。因此黑努腺一鼓电镀鄉板妒厂家以朋户高度m的问题。

在过去，针对电镀糊板的其它种类的产品，如电镀锌钝化处理钢板、电镀锌耐f敏

钢板等的黑鄉生原因及其防止^a行了研究，并已取得了一定的成果。有研究证明，

电镀^6ttAb理钢板、电镀锌耐Jg^钢板的黑变是由于存放a^中在钢板镀锌层表面形成了一厚度约700 ^1500埃的缺氧型氧化物（ZnO,.x)膜。导iCS种氧化物麟成的主要原因则是由于电镀锌钝概理钢板、电镀锌駙敏钢板妒鹏中电镀锌溶液中含有过高浓度的杂质Pb、导致电镀锌层含杂质PbKl高、锌层的结晶Stt取向改变、耐蚀性下降。即电镀溶^^质Pb2+是弓胞电镀f^^AbS钢板、电镀锌耐f敏钢板黑变的最主要原因。

因此，针对电镀糊板的其它种类的产品，如电镀m^化^bS钢板、电镀锌耐指纹钢板等的黑变，其防止fe7i^t是要控制及陶氐电镀溶液中杂质Pb"浓度。如日本专利昭60-63385提出了W^防止电^m^ttAbS钢板、电镀锌耐旨纹钢板黑变的S^,就是控制电镀锌溶^^质1*2+浓度在0.2ppm以下。又日本专利平5-214579提出采取控制电镀锌层中杂质Pb含量在10ppm以下的械可以预防黑变的发生。该专利提出控制电镀锌层中Pb賴

3在lOppm以下5ffi防电镀，板黑^必要的。

JJ2&专利駄可以防iK些电镀锌工艺^^的电镀锌钢板黑变的发生，但并不是对所有电镀锌工艺妒的电镀,板蹄效果。例如，重力镀槽电镀锌工艺生^的电镀锌涂油钢板，細了非Pb阳极的电麟工艺，其镀液中的杂质怖2+浓度极低（低于O.lppm),电镀锌层中Pb含量也在10ppm以下,但是该电镀W9板存放一定时间后表面仍然发生了黑变。

针对电镀鄉板的其它种类的产品，如电镀锌钝化处理钢板、电镀锌耐指纹钢板等的黑变，中国^lj诉117644.5贝鹏出了細加强电镀锌环节后的?ffi5fe环节的力祛来防止。该辨'J的^方案为，钢板经过电镀锌环节并用清水«^再用特定的溶«钢皿行加强 •，然后再,清水漂洗，之后进M化处理或耐指纹处理。该专利仅仅是提供了-•-种具有抗黑变性能的电镀鞭化处理钢板、电镀锌耐旨纹钢板的^方案，其特征仅仅在卄具体了妒方案中的^工艺参数，并未鹏具有抗黑变性能的电镀,化处理钢板、电镀锌1WI^钢板产品及其具体量化的指标，更未提供具有抗黑变性能的电镀^§板产品及其具体量化指标。

发明内扭

因此，本发明的目的在于鄉一种具有良好抗黑变性能的电镀糊板，同时提供该钢板的制造施。

本发明的目的Jia样实现的，一种抗黑变电镀鄉板，包括钢板、钢板上的甩镀锌^ 和电镀锌层表面的^M， fi^^,厚度为0.05〜10mg/hi2。

如果Ni层厚度低于0.05 mgtoi2，贝幅电镀糊板的抗黑变性能得不至幌证；如果Ni 层厚度高于10 mg/tai2，虽然电镀糊板不会发生黑变，但可能会带来其它负面的影响，比如可能会影响电镀糊板的磷化性能，也可能会影响电镀鄉板的耐腐蚀性能，同时还会弓胞电镀糊板的表面颜被暗。

较佳的是，ff^鶴厚度为0.1-5 mg/hi2。

最佳的是，^&観厚度为0.3-2 mg/m2。

在""^H^的实I^案中，^^鶴表面涂有润滑油，所述润滑油的厚度为G.3-3g/m2。一种制造抗黑变电镀糊板的施，包鄉板电镀锌和涂油工序，其中,在所述钢板

电镀锌I^后将电镀，^A含NP的^tt寧液中。

舰的是，^M含Ni2+的酸性溶船含NiS04或者NiCl2的,溶液，所述溶液pH值

为1-5.

根据本发明，i^含Ni2+的酸lfcK溶液的组分中，Ni2+以NiS04或者NiCl2形式（含结晶水的^#不含结晶水的形式均可）加入。也可以用NK^+硫酸（FI2S04)或者盐酸（HC1) 产生化学g，从而获得含Ni2+、 SO^(^Ci:)的水溶液；含NP的酸性水溶液pH值低于1时则对镀锌层产^重的腐蚀，达不到本发明的，；溶液pH值高于5时贝lJ溶液与镀锌层的^S^，亦达不到本发明的效果。本发明的中pH值的最佳范围为2〜3。舰的是，将臓电镀糊板在含NP+的酸性溶液中浸泡1秒以上。舰的是，将臓电镀糊板在含Ni2+的鹏溶液中阴极柳处理0.5秒以上。

为在电镀锌层表面获得Ni薄层，电镀糊板^h^含Ni2+的酸性7K溶液中需要浸泡处理l秒以上，或者在阴极电流密度为0.1-1A/(W下阴极电解处理0.5秒以上，处理时间越长则在镀锌层表面上沉积的Ni层繊厚。为了既倉继到理想的抗黑变性能效果，又不影响镀糊板的表面外观，最佳的鹏时间控制范围为4〜40秒（浸泡雌）或者1〜5秒（阴极

根据本发明的制造抗黑变电镀锌钢板的方法，所述含说2+的酸性溶液中N产含量为 0.1-50 g/L。

舰的是，^M含Ni2+的酸性溶液中Ni2+賴为0.5-10 g/L。进一«， 0M含Ni^的mtt溶液中Ni&^l:为1-3 g^L。

当N严^i低于0.1g^L时，难以达到本发明的效果；当NP含量高于50g/L时，虽然也可以超体发明的棘，但是会增力湖板的制誠本。本发明所述的含Ni"的酸性水溶液中，N严的较^m为0.5-10 g^L,最^4为l-3g^。

舰的是，臓电镀糊板经Nfm溶液Wg観厚度为0.05-10 mgto2。

舰的是，BfM涂油x^在m^鶴形成后进行，在鶴表面涂覆润滑油，所述润滑

油的厚度为0.3-3 g/m2。

本发明鄉的抗黑变性能优良的电镀糊板可用于制造汽车钢板。用作该电镀锌钢板的繊可以为深冲^S深冲冷轧钢板，也可以是其它冷轧钢板。

本发明采用的钢板上的电镀锌层为采用成熟的电镀锌工艺（通常为采用硫酸盐7jC溶液电镀液体系，但不限于細硫^K溶液电镀液体系，例如可以細氯化物水溶液电镀液体系）电TO得的电,层。本发明可以采用如下的镀液体系：硫酸盐水溶液电镀液体系，溶舰分控制为：ZnS04'7H20: 500±50gl，去离子水：余量，pH: 2.0±0.5 (用硫麟液调节)；^S^ag: 53士3'C，镀液相对钢板的劍^g: 1.54m/sec，电流密度：40450 A/dm2，镀锌量：20^60 gto2。电镀锌层的厚度一般为l(MOO g/m2,作为常规电镀锌顿板产品，常用的镀锌层厚度为2(^60gto2。需要说明的是，获得电镀锌层的电镀锌工艺及参数条件对本发明的效果没有任何影响，同时电镀锌层的厚度对本发明的舰也没有ftf可影响，

5即按照目前成熟的电镀锌工艺获得电镀鶴啊，且不论其^^层的厚度为多少，用本发明^*$隨的电^1，板，都具有优良的抗黑变性能。

本发B月所悉的电镀锌层表面上的Ni层，可以为单质的Ni形态，也可以为Ni的化合物形态，例如可以为Ni的氧化物、或者盐形态。

在电镀锌层表面形成Ni薄层后，在该Ni薄层表面上涂覆一层防锈润滑油。该防锈润滑油为市售的防锈润滑油，例如可以^550HN防^I滑油。涂覆的防锈润滑油厚度通常为0.3-3 gto2,防綱滑油的涂覆飘电镀鄉板的耐蚀性能、冲压成形性能有影响，但对电镀W9板的抗黑3^性能没有大的影响，因此防锈润滑油的、凃覆量要依据所用油品的种类、电镀，板的运输存]^IS^输存放环境剝牛、冲压加工的具体情况确定。

本发明的有益麟是，本发明麟的抗黑变性能优良的电镀糊板，不受电镀液Pb2+ 浓度、镀槽种类结构等电镀工艺限制，具有非常好的抗黑变的性能，同时棘良好的冲压鹏性能和織性能。

ca f l 、 ff- 、 i h

实施例i

本发明41^的电镀##9板的制造«如下： (1)钢板的电wr处理：

包M板的鹏旨、•、去离子7jC漂洗等^。，现有的成熟的电镀前处理工艺即

可。所用钢板为退;^bSM的冷轧钢板。

获得电镀锌层的电镀锌工艺繊口下：

镀液体系：硫酸盐7jC溶液电镀液体系，包含ZnSCV7H20 50Qt50g^L，余量为去离子水，用硫^^液调节pH: 2.Qri).5。

镀液温度为53i3'C;镀液相对钢板的i^]速度为2.5 m/sec:电流密度为90A/dm2;镀锌层厚度为20gto2。

钢板电,之后，用去离子7jC冲Mt^面，去除钢,面残留的皿。

(3)电镀锌层表面Ni薄层的获得：

将i^电镀锌后的钢板在室温下^A含NPO,lg/L的酸性溶液中，该水溶液为NiS04 的7jC溶液，溶液的pH^i硫m^舰NiC03来调节，控制在2.5。浸泡10秒后取出用去离子7jcm，并用冷风吹干，得到厚度为0.1mg/hi2的Ni层。 (4)在Ni薄层表面上涂覆防^滑油：在钢板Ni薄层表面上涂覆TO润滑油，^ffl 550HN牌号的防锈润滑油。涂覆的防锈

润滑油厚度为0.5-1 gAn2。 (5)黑变性會随

細恒温恒湿加速微^felH愤电镀,板的抗黑变性能。具体微条件及评价方法如下。

(a) .i5^^f牛：Mjg75。C、朋95%、 i^时间96h;

(b) .用^计测定加速^前后，表面的光亮度（L值)。以i^表面光離的变化值AUW^的抗黑变性能。^i^前后光離的变化歡小小于5，则认为離未发生黑变；fet则认为发生了黑变，若变化駄小大于10贝lj认为发生了严重的黑变。

黑变性能的im结果JW 1所示。实施例2

电镀锌后的钢板浸入含Nf+lg/L的酸性溶液中，浸泡4秒，获得的Ni层厚度为 0.2mg/ta2，離同实施例l。实施例3

电镀锌后的钢板^A含N严3g/L的氯化镍酸性溶液中，溶液pH控伟赃24，浸泡15 秒，获得的Ni层厚度为0.5mgAn2，其他同实施例1。实施伊M

电镀锌后的钢板^A含N产50 g/L的酸性溶液中，浸泡40秒，获得的Ni层厚度为2 mg/hi2: Ni层表面涂覆润滑油的厚度为2-3g/m2，其他同实施例l。实施例5

电镀锌层厚度为6Qg/m2，电镀锌后的钢板^A含Ni^lg^L的氯化繊性溶液中，浸泡 15秒，获得的Ni层厚度为0.5mg/in2,其他同实施例l。实施例6

电镀锌层厚度为60gto2，电镀锌后的钢板ifA含Ni2+3g/L的氯化镍酸性溶液中，浸泡 10秒，總的Ni层厚度为0.3mgto2: Ni层表面涂覆润滑油的厚度为l-2gto2,其他同实施例l。

实施例7

电镀锌层厚度为6Qgto2，电镀锌后的钢板^A含Ni2+3g/L的離溶液中，溶液pH控制在3-5，浸泡40秒，获得的Ni层厚度为lmg/in2，其他同实施例l。实施例8

将电镀锌后的钢板在含Ni2+3g/L的^tt溶液中，在溶液pH 1.5、阴极电流密度为0.2A/dm2斜牛下阴极柳1秒，總的Ni层厚虔为2.5 mg^ii2,鹏TW族施例1 。实施例9

电镀锌层厚度为60gto2，将电S锌后的钢板在含Ni2+3g/L的酸性溶液中，在溶液pH 1.5 、阴极电流密度为0.2A/dm2斜牛下阴极鹏2秒，获得的Ni层厚度为5mg/m2，其他同实施例l。

实施伊J 10

电镀锌层厚度为60g/m2，将电镀锌后的钢板在含Ni2+3g/L的酸性溶液中，在溶液pH 1.5 、阴极电流密度为0.2A/dm2剝牛下阴极柳5秒，获得的Ni层厚度为10mg/m2，其他问实施例l。

对比例1

电镀锌后的钢板划口^bS，其他同实施例l。对比例2

电镀锌层厚度为60gtoi2，电镀锌后的钢板^J卩镍^bS，其他同实施例l。对比例3

将电镀锌后的钢板^A含N严0.1 g/L的鹏溶液中,浸泡1秒，获得的Ni层厚度为0.03 mgto2.其他同实施例l。

表l电镀锌钢板黑变评价结果

镀锌层厚鼠一2 鹏液鹏时间,sec 镀锌层表面Ni 层厚度黑变AL 歡小黑变懒结果

实施例l 20 0.1 浸瓶io 0.1m^m2 不黑变

实施例2 20 1 浸瓶4 0.2mg/m2 3.5 不黑变

鄉例3 20 3 浸瓶15 0.5m^m2 2.5 不黑变

实施例4 20 50 浸瓶40 2m《m2 1.5 不黑变

实施伊J5 60 1 浸瓶15 0.5m^n2 3 不黑变

实施例6 60 3 浸瓶io 0.3mg^m2 3.5 不黑变

实施例7 60 3 浸瓶40 lm^m2 2 不黑变

实施例8 20 3 2.5m^m2 1.5 不黑变

实施例9 60 3 嶙2 1 不黑变

实施例10 60 3 柳》5 10mg/hi2 1 不黑变

对比例1 20 一一无 19 严重黑变

对比例2 60 一一无 20 严重黑变

对比例3 20 0.1 浸瓶l 0.03m^m2 15 严重黑变

8綠1中的结果可以看出，本发明采用的将镀锌后的钢tfe^入含N产溶液中浸泡或阴极 ^S—段时间后，可以明显改善电镀锌板的抗黑变性能。

9

Claims

1、一种抗黑变电镀锌钢板，包括钢板、钢板上的电镀锌层和电镀锌层表面的镍层，所述镍层厚度为0.05～10mg/m2。

2、根据权利要求1臓的抗黑变电镀糊板，其特征在于,0f^鶴厚度为0.1-5 mg/m2。

3、根据权利要求2舰的抗黑变电镀糊板，^ffi在于，舰镍层厚度为0.3-2 mg/m2。

4、鹏权利要求1臓的抗黑变电镀鄉板，其特征在于，m^観表面涂有润滑油， J^&润滑油的厚度为0.3-3 gtoi2。

5、一种制iW黑变电镀锌钢板的方法，包括钢板电镀锌和涂油工序，其特征在于，在所述钢板电镀锌XJf后将电镀，MA含Nf+的酸性溶液中。

6、 ^i^权利要求5 0M的制誠黑变电镀糊板的施，其特征在于，戶腿含NP的 ^tt溶^含NiS04或者Nia2的酸性溶液，,溶液pH值为l-5.

7、；J^g权利要求5,的制^i:黑变电镀,板的^，其特征在于，将，电镀锌钢板在含N严的Kft溶液中浸泡1秒以上。

8、根据权利要求5，的制^黑变电镀锌钢板的方法，»征在于，将所述电镀锌钢板在含N严的酸性溶液中阴极^处理0.5秒以上。

9、根据权利要求5舰的制»黑变电镀糊板的施，其特征在于，m^含Ni2+的酸性溶液中N产含量为0.1-50 g/L。

10、根据权利要求8 ,的帝U^t黑变电镀锌钢板的方法，其特征在于，所述含Ni2 的離溶液中N严賴为0.5-10 g/L。

11、根据权利要求8或9 ,的制造抗黑变电镀,板的，，，征在于，B^M含 Ni2+的,溶液中N产賴为1-3 g/L。

12、根据权利要求5 ^的制itJfC黑变电镀锌钢板的方法，其特征在于，所述电镀锌钢鹏Ni^性溶^fcSB観厚度为0.05-10 —2。

13、根据权利要求5或12皿的制^t黑变电镀，板的:^4， ^E在于，miB涂油工序Wf^^M形^进行，在^a表面涂覆润滑油，所述網滑油的厚度为0.3-3 g/m2。