CN103625034A

CN103625034A - 自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN103625034A
Application number: CN201310607838.2A
Authority: CN
Inventors: 李丽; 姚天宇; 王海英; 陶联
Original assignee: JIANGSU COLD-ROLLED TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU COLD-ROLLED TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-03-12

Abstract

一种自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板及其制备方法，属于镀锌钢板技术领域。包括镀铝锌钢板基板，其特征在于在所述镀铝锌钢板基板使用状态下朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面各结合有结构层，并且在结构层的表面结合有自润滑耐蚀层。可体现自润滑和耐腐蚀效果，在变形加工过程中无需在模具上涂敷润滑油并且可避免在冲压成形过程中出现开裂情形；工艺步骤简练并且得到的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板经测试：摩擦系数小于0.05，盐雾试验72h产生的白锈面积小于5%。，能保障在不使用润滑油的前提下具有良好的成型性能、高耐蚀性能并且还具有良好的环保性。

Description

自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板及其制备方法

技术领域

本发明属于镀锌钢板技术领域，具体涉及一种自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，并且还涉及其制备方法。

背景技术

为防止钢板在运输和储存过程中发生锈蚀，同时为了减小在冲压成型过程中模具与板材间的摩擦并防止板材开裂，因而在冷轧薄板生产时通常在表面涂覆防锈油，在对冷轧薄板冲压成型时通常对模具涂覆润滑油，冲压成型后再对冲件脱脂。防锈油及润滑油易污染操作环境，而且由于脱脂所用的脱脂清洗液中通常含有三氯乙烷和氟利昂等物质，因而对大气臭氧层具有破坏作用。

自润滑钢板是有机涂层钢板的一种，主要以镀锌钢板为基板，镀锌钢板在经铬酸钝化处理后，再涂覆含润滑剂的有机树脂制成的。由于自润滑钢板表面润滑性能优良，且其生产时无需涂敷防锈油，冲压成型时也无需向模具加润滑油，成型后无需脱脂清洗，因而受到业界的青睐。另外，随着科技的高速发展，对材料的耐腐蚀性也提出了愈来愈苛刻的要求。因此，开发不用润滑油的前提下就具有良好的成型性、环保性的自润滑高耐蚀性钢板具有积极意义。

此外，关于自润滑高耐蚀涂覆层材料的技术信息可在公开的中国专利文献中见诸，如发明专利授权公告号CN101585999B推荐有“一种耐高温抗腐蚀抗磨自润滑涂料及其制备方法”，该专利方案虽具有其说明书载述的技术效果，但是由于仅能适合于石墨为基体的材质，不适用于以镀铝锌为基体的材质，因而具有对材质的挑剔性。

发明专利公开号CN103102790A提供的“一种镀锌钢板用润滑涂料、自润滑镀锌钢板及其生产方法”以及授权公告号CN101608311B介绍的“一种镀锌自润滑金属涂料”虽然适用于以镀铝锌为材质的基体，但各自存在相应的缺憾，就前者而言，由于自润滑涂料以树脂硅胶复合而成，要求被涂基体的表面粗糙度小，而作为被涂基体的镀铝锌钢板的表面粗糙度大，因而在涂装时难以获得优良的润滑性和耐腐蚀性；就后者而言，由于自润滑涂料成分三价铬是由六价铬还原得到，在涂覆后形成的自润滑层会残留六价铬，因而难以满足目前的环保要求。

鉴于上述已有技术，本申请人作了积极而有益的探索，终于形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种有助于体现优异的自润滑和耐蚀效果而藉以在变形加工过程中摒弃对模具涂敷润滑油并且避免在冲压成型过程中出现开裂情形的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板。

本发明的另一任务在于提供一种自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板的制备方法，由该方法得到的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板能保障在不用润滑油的前提下具有良好的成型性能、高耐蚀性并且具有良好的环保性。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，包括镀铝锌钢板基板，在所述镀铝锌钢板基板使用状态下朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面各结合有结构层，并且在结构层的表面结合有自润滑耐蚀层。

在本发明的一个具体的实施例中，所述结构层的厚度为15-35μm。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的结构层为铝锌硅合金。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的自润滑耐蚀层的厚度为2-5μm。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的铝锌硅合金的化学元素及其质量百分比为：53-57%的铝、42-45%的锌和1-3%的硅。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的自润滑耐蚀层由以下按重量份数配比的原料构成：Cr³⁺盐10-30份、烯烃聚合物20-70份、添加剂5-25份、有机溶剂25-75份和水20-40份。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的Cr³⁺盐为硝酸铬、卤化铬和硫酸铬中的一种或以上的组合；所述的烯烃聚合物为聚乙烯、聚烯烃蜡和聚四氟乙烯中的一种或两种的组合；所述的添加剂为纳米SiO₂溶胶；所述的有机溶剂为柠檬酸、草酸和葡萄糖酸中的一种或两种的组合。

本发明的另一任务是这样来完成的，一种自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板的制备方法，包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择表面无瑕疵并且由冷轧获得的镀铝锌钢板，并且对其表面进行清洗，在清洗后烘干，得到镀铝锌钢板基板；

B）涂覆结构层，将结构层材料涂覆到由步骤A）得到的镀铝锌钢板基板在使用状态下朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面而藉以在该朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面形成结构层；

C）自润滑耐蚀层涂覆，将自润滑耐蚀层材料涂覆到所述结构层的表面，再经热风固化，得到在结构层的表面结合有自润滑耐蚀层的自润滑高耐蚀性镀锌钢板。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤A）中所述的无瑕疵是指无结痂、凹坑和/或微裂纹；步骤B）和C）中所述的涂覆方式为浸渍提拉法涂覆。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，步骤C）中所述的热风固化的温度为80-150℃，时间为40-70s。

本发明提供的技术方案由于在镀铝锌钢板基板的两侧各结合有结构层并且在结构层的表面结合有自润滑耐蚀层，因而可体现自润滑和耐腐蚀效果，在变形加工过程中无需在模具上涂敷润滑油并且可避免在冲压成形过程中出现开裂情形；提供的制备方法由于工艺步骤简练并且得到的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板经测试：摩擦系数小于0.05，盐雾试验72h产生的白锈面积小于5%。，能保障在不使用润滑油的前提下具有良好的成型性能、高耐蚀性能并且还具有良好的环保性。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

具体实施方式

实施例1：

请参见图1，制备由该图1所示的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择表面无结痂、凹坑和/或微裂纹之类的瑕疵并且由冷轧获得的镀铝锌钢板，并且对其表面（两侧表面）先进行盘刷清洗，再进行碱洗和电解清洗，以去除表面氧化皮层（皮膜）和/或油污，清洗后引入烘干隧道烘干，得到镀铝锌钢板基板1，在本步骤中，对镀铝锌钢板基板1的厚度不需要进行限定，因为通常可以按照用户要求或者按照使用场所的不同而在厚度为0.1-4.5㎜的范围内进行选择；

B）涂覆结构层，采用浸渍提拉法将结构层材料涂覆到由步骤A）得到的镀铝锌钢板基板1在使用状态下朝向外的一侧表面以及在使用状态下朝向内的一侧表面而藉以在该朝向外的一侧表面形成结构层2，同时在使用状态下朝向内的一侧表面形成结构层2，本实施例中，结构层2的厚度为15μm，并且结构层2的材料为铝锌硅，即铝锌硅三元材料，其中：铝的质量百分比为55%、锌的质量百分比为43.5%和硅的质量百分比为1.5%，当镀铝锌钢板基板1在浸渍提拉状态下途经镀锅时便使结构层材料粘附于镀铝锌钢板基板1在使用状态下朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面；

C）自润滑层涂覆，以浸渍提拉方式将自润滑耐蚀层材料涂覆到结构层2的表面，而后进行加热固化，固化温度为80℃，固化时间为70s，得到由图1所示的在镀铝锌钢板基板1的内外表面即两表面结合有结构层2并且在结构层2的表面结合有厚度为2μm的自润滑耐蚀层3的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其中：前述自润滑耐蚀层3由以下重量份数的原料构成：硝酸铬10份、聚乙烯蜡35份、粒径30-40nm的纳米SiO₂溶胶5份、柠檬酸25份和水20份。所述的硝酸铬优选采用由中国上海谱振生物科技有限公司生产的并且在本申请提出之前在市场销售的化学纯试剂；所述的聚乙烯蜡优选采用由中国浙江省海宁科正塑料制品厂生产的并且在本申请提出以前在市场公开销售的牌号为KZ-B2的聚乙烯蜡；所述的纳米SiO₂硅溶胶优选采用由中国浙江省上虞市佳和化工有限公司生产的并且在本申请提出以前在市场公开销售的牌号为ZS-20的硅溶胶；所述的柠檬酸优选采用由中国江苏强盛功能化学股份有限公司生产的工业级柠檬酸。

实施例2：

仅将步骤A）中的清洗改为对镀铝锌钢板的两侧表面先进行盘刷清洗，再进行酸洗和电解洗；将步骤B）中的结构层2的厚度改为25μm，将铝锌硅三元材料的铝的质量百分比改为57%、锌的含量百分比改为42%以及硅的质量百分比改为1%；将步骤C）中的固化温度和固化时间分别改为120℃和55s，将自润滑耐蚀层3的厚度改为3μm，将构成自润滑耐蚀性层3的原料的重量份数改为：氯化铬20份、聚乙烯与聚四氟乙烯按重量比1:1相混合的混合物20份、纳米SiO₂溶胶20份（粒径为30-40nm）、草酸55份和水40份。

前述的氯化铬优选采用由中国上海基免实业有限公司生产的并且在本申请提出之前在市场销售的无水三氯化铬；所述的聚四氟乙烯优选采用由中国浙江省杭州万能达科技有限公司生产的并且在本申请提出以前在市场公开销售的牌号为JTH-305的聚四氟乙烯。

其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

仅将步骤A）中的清洗改为对镀铝锌钢板的两侧表面先进行碱洗，再进行酸洗；将步骤B）中的结构层2的厚度改为35μm，将铝锌硅三元材料的铝的质量百分比改为53%、锌的含量百分比改为44.5%以及硅的质量百分比改为2.5%；将步骤C）中的固化温度和固化时间分别改为150℃和40s，将自润滑耐蚀层3的厚度改为5μm，将构成自润滑耐蚀层3的原料的重量份数改为：氯化铬与硫酸铬重量比1:1相混合的混合物25份、聚四氟乙烯70份（同对实施例2的描述）；纳米SiO₂溶胶25份（粒径30-40nm）、柠檬酸与葡萄糖酸按重量比1:1相混合的混合物75份和水30份。其余均同对实施例1的描述。

由上述实施例1至3得到的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板摩擦系数<0.05，并且经质量百分比浓度为5%的NaCl（氯化钠）中性盐雾试验72小时产生白锈的面积小于5%，保证自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板的所有性能。

Claims

1.一种自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，包括镀铝锌钢板基板(1)，其特征在于在所述镀铝锌钢板基板(1)使用状态下朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面各结合有结构层(2)，并且在结构层(2)的表面结合有自润滑耐蚀层(3)。

2.根据权利要求1所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其特征在于所述结构层(2)的厚度为15-35μm。

3.根据权利要求1或2所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其特征在于所述的结构层(2)为铝锌硅合金。

4.根据权利要求1所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其特征在于所述的自润滑耐蚀层(3)的厚度为2-5μm。

5.根据权利要求3所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其特征在于所述的铝锌硅合金的化学元素及其质量百分比为：53-57%的铝、42-45%的锌和1-3%的硅。

6.根据权利要求1或4所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其特征在于所述的自润滑耐蚀层(3)由以下按重量份数配比的原料构成：Cr³⁺盐10-30份、烯烃聚合物20-70份、添加剂5-25份、有机溶剂25-75份和水20-40份。

7.根据权利要求6所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板，其特征在于所述的Cr³⁺盐为硝酸铬、卤化铬和硫酸铬中的一种或以上的组合；所述的烯烃聚合物为聚乙烯、聚烯烃蜡和聚四氟乙烯中的一种或两种的组合；所述的添加剂为纳米SiO₂溶胶；所述的有机溶剂为柠檬酸、草酸和葡萄糖酸中的一种或两种的组合。

8.一种如权利要求1所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A）钢板清洗，选择表面无瑕疵并且由冷轧获得的镀铝锌钢板，并且对其表面进行清洗，在清洗后烘干，得到镀铝锌钢板基板(1)；

B）涂覆结构层，将结构层材料涂覆到由步骤A）得到的镀铝锌钢板基板(1)在使用状态下朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面而藉以在该朝向外的一侧表面以及朝向内的一侧表面形成结构层(2)；

C）自润滑耐蚀层涂覆，将自润滑耐蚀层材料涂覆到所述结构层(2)的表面，再经热风固化，得到在结构层(2)的表面结合有自润滑耐蚀层(3)的自润滑高耐蚀性镀锌钢板。

9.根据权利要求8所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的无瑕疵是指无结痂、凹坑和/或微裂纹；步骤B）和C）中所述的涂覆方式为浸渍提拉法涂覆。

10.根据权利要求8所述的自润滑高耐蚀性镀铝锌钢板的制备方法，其特征在于步骤C）中所述的热风固化的温度为80-150℃，时间为40-70s。