CN111133123B - 金属板处理方法和用该方法处理的金属板 - Google Patents
金属板处理方法和用该方法处理的金属板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111133123B CN111133123B CN201880060926.6A CN201880060926A CN111133123B CN 111133123 B CN111133123 B CN 111133123B CN 201880060926 A CN201880060926 A CN 201880060926A CN 111133123 B CN111133123 B CN 111133123B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc
- sulphate
- based layer
- coating
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 55
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 37
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 claims abstract description 37
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- VCPQWWKLNIMKND-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxy sulfate Chemical compound [Zn++].OOS([O-])(=O)=O.OOS([O-])(=O)=O VCPQWWKLNIMKND-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- RZLVQBNCHSJZPX-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O RZLVQBNCHSJZPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 9
- KSLUMEQTEAUMJZ-UHFFFAOYSA-L zinc;sulfate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O KSLUMEQTEAUMJZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 18
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 17
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 15
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims 1
- RNZCSKGULNFAMC-UHFFFAOYSA-L zinc;hydrogen sulfate;hydroxide Chemical compound O.[Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O RNZCSKGULNFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 10
- 238000003672 processing method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 27
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 23
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000002129 infrared reflectance spectroscopy Methods 0.000 description 15
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229940118149 zinc sulfate monohydrate Drugs 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 241000282485 Vulpes vulpes Species 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 238000001912 gas jet deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/53—Treatment of zinc or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
- C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
- C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
- C23C28/3225—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及钢基材，所述钢基材在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。本发明还涉及相应的处理方法。
Description
本发明涉及包括钢基材的金属板，所述钢基材在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层。
本发明特别涉及该经涂覆的钢基材的预润滑及其在包含硫酸盐的水溶液中的处理。
这种类型的金属板特别旨在用于制造汽车的部件，尽管其不限于那些应用。
由WO00/15878已经知晓用包含硫酸锌的水溶液处理锌涂覆的金属板以在基于锌的涂层上形成羟基硫酸锌的层。该羟基硫酸锌的转化层提供了具有比通过磷化获得的性能更高的性能的预润滑的锌涂覆的金属板。
然而，已经观察到，该基于羟基硫酸锌的转化层可能向汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂提供不足的粘合性。
因此，本发明的目的是通过提供向汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂提供足够的粘合性的表面处理来改进现有技术的(设施和工艺的)缺陷。
为此目的，本发明的第一主题由在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层的钢基材构成，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。
根据本发明的钢基材还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：
-基于锌或其合金的金属涂层包含0.2重量％至0.4重量％的铝，其余为锌和由制造过程产生的不可避免的杂质，
-基于锌或其合金的金属涂层包含至少0.1重量％的镁，
-基于锌或其合金的金属涂层包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅，
-基于硫酸锌的层中的硫的表面密度为3.7mg/m2至27mg/m2。
本发明的第二主题由根据本发明的钢基材制成的汽车部件构成。
本发明的第三主题由用于移动金属带的处理方法构成，所述方法包括根据以下的步骤：
-(i)提供在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层的钢带，
-(ii)通过简单接触将包含至少0.01mol/L硫酸锌的水性处理溶液施加至金属涂层以形成湿膜，
-(iii)随后将水性处理溶液在干燥器中在低于80℃的空气干燥温度下干燥，将水性处理溶液施加在金属涂层上与离开干燥器之间的时间小于4秒，其中带速度、湿膜厚度、初始带温度和空气流量适合于在金属涂层上形成既不包含游离水分子也不包含游离羟基的基于硫酸锌的层，基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。
根据本发明的处理方法还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：
-在熔融锌浴中通过热浸镀工艺获得金属涂层，所述熔融锌浴最终包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅，
-在施加水性处理溶液之前对金属涂层进行脱脂，
-水性处理溶液包含20g/L至160g/L的七水合硫酸锌，
-带速度为60m/分钟至200m/分钟，
-湿膜厚度为0.5μm至4μm，
-初始带温度为20℃至50℃，
-空气流量为5000Nm3/小时至50000Nm3/h。
-以小于2g/m2的涂覆重量将油膜施加在基于硫酸锌的层上。
发明人已经出乎意料地观察到，在转化层中羟基硫酸锌本身的存在导致经处理的金属板对一些粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂的弱粘合性。
不受任何科学理论的束缚，发明人的理解是羟基硫酸锌结构的羟基与粘合剂的环氧体系反应并导致粘合问题。特别地，它们的存在使界面结合锌/环氧化物劣化并且还引起粘合剂的塑化。
从层组成中排除羟基硫酸锌先验地是不可能的，因为一旦将水溶液施加在金属涂层上，pH一由于金属涂层氧化而达到7，羟基硫酸锌就在金属涂层上沉淀。
此外，发明人已经观察到，即使当转化层明显干燥时，在转化层中也可以存在游离水分子和/或游离羟基。这些游离水分子和/或游离羟基也与粘合剂的特定化合物(例如，如基于环氧的化合物)极具反应性，这导致粘合问题。
发明人已经进行了深入的研究以获得不包含羟基硫酸锌且完全干燥的层，从而获得在保留最初的基于羟基硫酸锌的层的其他特性的同时对环氧粘合剂具有良好粘合性的层。
从产品的角度来看，这些研究显示，只要转化层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，以及只要转化层包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物，良好的对环氧粘合剂的粘合性就是可能的。
从工艺的角度来看，这些研究显示，只要小心地控制干燥器中的空气干燥温度以有利于形成一水合硫酸锌、四水合硫酸锌或七水合硫酸锌而不是硫酸锌的其他水合物，就可以获得这样的转化层。此外，已经确定，带速度、湿膜厚度、初始带温度和空气流量必须适合于空气干燥温度以完全干燥转化层并因此形成既不包含游离水分子也不包含游离羟基的基于硫酸锌的层。此外，已经确定，在溶液的施加与干燥器的末端之间的水溶液在金属涂层上的接触时间必须小于4秒，以避免形成羟基硫酸锌。
本发明的其他特征和优点将在以下描述中更详细地描述。
通过参照以下阅读以下描述将更好地理解本发明，以下描述仅出于说明目的而提供，而绝非旨在进行限制。
-图1是示出本发明要求保护的钢的结构的示意性截面图，
-图2是根据本发明的基于硫酸锌的层和现有技术的羟基硫酸锌层的IRRAS光谱，
-图3是示出根据带速度、湿膜厚度、初始带温度、空气流量和空气干燥温度的金属带在干燥器出口处完全干燥的条件的图，
在图1中，呈金属带形式的金属板1包括钢基材3，优选热轧然后冷轧的钢基材，并且金属板可以是卷绕的，例如，随后用作例如汽车车体的部件。
在该实例中，然后将金属板1从卷上解开，然后切割并成形以形成部件。
基材3在一个面5上涂覆有涂层7。在某些变型中，这种类型的涂层7可以存在于基材3的两个面上。
涂层7包括至少一个基于锌的层9。“基于锌的”意指涂层7可以是锌或其合金，即包含一种或更多种合金元素例如但不限于铁、铝、硅、镁和镍的锌。
该层9通常具有小于或等于20μm的厚度，并且旨在用于以常规方式保护基材3免受穿孔腐蚀影响的目的。应注意，在图1中未按比例绘制基材3和涂覆其的不同层的相对厚度，以使图示更易于解释。
在本发明的一种变型中，基于锌的层9包含0.2重量％至0.4重量％的铝，其余为锌和由制造过程产生的不可避免的杂质。
在本发明的一种变型中，基于锌的层9包含至少0.1重量％的镁以改善耐腐蚀性。优选地，层9包含至少0.5重量％，并且更优选至少2重量％的镁。在该变型中，在层9中镁含量被限于20重量％，因为已经观察到更高的比例将导致涂层7的过快消耗，并且因此矛盾地导致抗腐蚀作用的劣化。
当层9包含锌、镁和铝时，特别优选的是如果层9包含0.1重量％至10重量％的镁和0.1重量％至20重量％的铝。还优选地，层9包含1重量％至4重量％的镁和1重量％至6重量％的铝。
在某些变型中，涂层7可以包括在层9与基材3的面5之间的附加层11。该层可以例如由涂层7的热处理产生，所述涂层7包含在真空下沉积在例如通过电沉积预先沉积在基材3上的锌上的镁。热处理使镁和锌合金化，从而在包含锌的层11的顶部上形成包含锌和镁的层9。
层9可以在熔融锌浴中通过热浸镀工艺获得，所述熔融锌浴最终包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅。该浴还可以包含至多0.3重量％的任选另外的元素，例如Sb、Pb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Ni、Zr或Bi。
此外，这些不同的元素可以改善延展性或层9对基材3的粘附性。熟悉其对层9的特性的影响的本领域技术人员将知晓如何根据所寻求的额外目的来使用它们。
最后，浴可以包含源自熔化的铸锭或由基材3穿过浴而产生的残余元素，例如至多0.5重量％并且通常为0.1重量％至0.4重量％的含量的铁。这些残余元素部分地掺入层9中，在这种情况下，它们用术语“由制造过程产生的不可避免的杂质”来表示。
也可以使用真空沉积工艺，例如，经由焦耳效应的真空蒸镀或磁控溅射，通过感应或通过电子束或喷射气相沉积来沉积层9。
涂层7被基于硫酸锌的层13覆盖。
层13包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物，并且既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基。
羟基硫酸锌包含羟基，基于发明人的理解，羟基与粘合剂的环氧体系反应并导致粘合问题。羟基的不存在显著改善了基于环氧的粘合剂在金属板上的粘合性。羟基硫酸锌意指以下通式的化合物：
[Znx(SO4)y(OH)z,tH2O]
其中2x＝2y+z，其中y和z不同于零。
z优选高于或等于6，并且更优选z＝6且3≤t≤5。特别地，在来自现有技术的金属板上已经观察到x＝4、y＝1、z＝6且t＝3的化合物。
游离水分子和游离羟基也与粘合剂的特定化合物(例如，如基于环氧的化合物)极具反应性，这导致粘合问题。它们的不存在显著改善了基于环氧的粘合剂在金属板上的粘合性。
一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌是稳定的化合物。由于它们的存在，避免了由于不稳定的硫酸锌水合物的分解而导致的羟基硫酸锌的随后产生。
基于硫酸锌的层13中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。低于该值，在形成金属板时金属涂层7劣化，这导致在金属板的表面处形成锌或其合金的粉末或颗粒。这些颗粒或这种粉末在成形工具中的积累和/或团聚可能由于形成倒钩和/或颈缩而损坏成形部件。
基于硫酸锌的层13可以通过如下来获得：可能在脱脂之后，将包含浓度大于或等于0.01mol/L的硫酸锌ZnSO4的水性处理溶液施加至涂层7。
当硫酸锌的浓度小于0.01mol/L时，不可以形成这样的层13，但是还发现太高的浓度不会显著提高沉积速率，并且甚至可能略微降低沉积速率。
可以通过将硫酸锌溶解在纯水中来制备水性处理溶液。例如，可以使用七水合硫酸锌(ZnSO4,7H2O)。因此Zn2+离子的浓度等于SO4 2-阴离子的浓度。
所使用的水性处理溶液优选包含20g/L至160g/L的七水合硫酸锌，这相当于0.07mol/L至0.55mol/L的Zn2+离子的浓度和SO4 2-离子的浓度。已经发现，在该浓度范围内，沉积速率不受浓度值的显著影响。
水性处理溶液的pH优选对应于溶液的自然pH，而不添加碱或酸。该pH值通常为4至7。
水性处理溶液的温度为20℃至60℃。
水性处理溶液以常规方式，例如通过浸渍、辊涂、喷洒最后随后是挤压来施加。
水性处理溶液与涂层7的接触时间小于4秒。“接触时间”意指将水性处理溶液施加在金属板上(例如，金属板进入处理浴中或施加在辊涂设备的辊的金属板上)与离开干燥器之间的时间。高于该4秒的限制，pH有时间升高至高于羟基硫酸锌的沉淀极限，这导致在基于硫酸锌的层的生产期间该化合物在金属板上的有害沉积。
从实际的角度来看，可以通过IRRAS模式的红外光谱法(入射角为80°的红外反射-吸收光谱法)来控制羟基硫酸锌的不存在。如图2的下部所示，如果基于硫酸锌的层包含羟基硫酸锌，则IRRAS光谱呈现多个吸收峰，所述吸收峰归属于υ3硫酸盐振动1077-1136-1177cm-1和OH拉伸区域3000-3400cm-1中的活性水带。这些结果与文献中指出的羟基硫酸锌结构相匹配(υ1硫酸盐振动：1000cm-1，υ2硫酸盐振动：450cm-1，υ3硫酸盐振动：1068–1085–1130cm-1，υ4硫酸盐振动：611-645cm-1，羟基振动：3421cm-1)。
干燥器中的空气干燥温度适合于有利于形成一水合硫酸锌、四水合硫酸锌或七水合硫酸锌而不是硫酸锌的其他水合物。出乎意料地观察到，低于80℃的空气干燥温度有利于这些化合物的产生。
由于这些稳定的化合物的存在，避免了由于不稳定的硫酸锌水合物的分解导致的羟基硫酸锌的随后产生。
从实际的角度来看，这些稳定的硫酸锌水合物的存在可以通过IRRAS模式的红外光谱法(入射角为80°的红外反射-吸收光谱法)来控制。如图2的上部所示，如果基于硫酸锌的层包含稳定的硫酸锌水合物而不含羟基硫酸锌，则IRRAS光谱呈现位于1172cm-1附近的一个单一的硫酸盐峰而不是3个峰。更具体地，这些稳定的硫酸锌水合物中的每一者的存在可以通过与差示扫描量热法(DSC)耦合的IRRAS模式的红外光谱法通过追踪硫酸盐带和游离水带来控制。
带速度、湿膜厚度、初始带温度和空气流量适合于在金属涂层上形成既不包含游离水分子也不包含游离羟基的基于硫酸锌的层，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。优选地，基于硫酸锌的层中的硫的表面密度为3.7mg/m2至27mg/m2。
湿膜厚度可以用定位在干燥器之前的红外测量仪测量。所述红外测量仪由光源、红外检测器和特定的过滤器构成。测量原理基于红外光吸收。
空气流量被定义为在整个干燥器中每秒吹送并冲击金属带的空气的量。因此，干燥器中的喷嘴的配置可以尤其在数量、尺寸、设计、位置等方面变化。
优选地，干燥器包括6至12个喷嘴，以更好地将空气喷射冲击分配在金属带上。优选地，干燥器包括定位在距离金属带4cm至12cm的喷嘴，以在不从金属带上移除湿膜的情况下避免喷射中的压力损失。优选地，喷嘴具有宽度为2mm至8mm的开口，以优化喷嘴出口处的空气速度。
在干燥器的出口，基于硫酸锌的层中水的不存在可以尤其用高光谱相机来控制。该后者由与光谱仪(其将光分散成波长)耦合的红外矩阵检测器构成。测量设备可以由线形IR灯(800mm长)和双向反射配置的MWIR(中波IR)高光谱相机组成。相机的检测范围为3μm至5μm，其对应于液态水的主要吸收带。测量原理在于测量从金属带反射的光的强度。如果水残留在基于硫酸锌的层中，则其吸收一部分光，并且反射较小的强度。
在一种变型中，通过监测干燥器中的钢带的温度来控制干燥器出口处的基于硫酸锌的层中不存在水。只要膜中存在水，就消耗热空气的热能来使水蒸发，并且由于水蒸发而使金属带的温度保持恒定或甚至降低。一旦膜是干燥的，就消耗热空气的热能来加热金属带。通过监测干燥器中的钢带的温度，因此易于控制金属带的温度在离开干燥器之前开始升高。
在一种变型中，通过IRRAS模式的红外光谱法(入射角为80°的红外反射-吸收光谱法)来控制干燥器出口处的基于硫酸锌的层中不存在水。如图2的下部所示，如果基于硫酸锌的层包含游离水，则IRRAS光谱呈现位于1638cm-1和1650cm-1附近的峰。
通过IRRAS模式的红外光谱法(入射角为80°的红外反射-吸收光谱法)来控制干燥器出口处的基于硫酸锌的层中不存在游离羟基。如图2的下部所示，如果基于硫酸锌的层包含游离羟基，则IRRAS光谱呈现位于3600cm-1处的峰。
干燥过程基本上是同时传热和传质的操作，其中以干燥空气提供从溶液中蒸发液体的能量。因此，热空气既用于供应用于蒸发的热量，又用于从产品中带走蒸发的水分。外部条件(带速度、初始湿膜厚度、初始带温度、空气流量)是控制该现象的关键参数。
参数是相互依赖的。这主要是由现象的复杂性质引起的，因为单个参数的变化(例如不同的空气干燥温度)引起其他参数例如空气流量的变化。因此，难以确定基于硫酸锌的层既不包含游离水分子也不包含游离羟基的所有范围。然而，本领域技术人员将知晓如何基于以下描述的实施例调节参数。
实施例1：
如图3a)所示，基于硫酸锌的层在干燥器的末端是干燥的范围根据带速度(A，以m/分钟计)和空气流量(B，以Nm3/小时计)给出。等高线对应于干燥器出口处的水膜的厚度。因此，对于高于等高线0.1μm的条件(白色区域)，基于硫酸锌的层是干燥的。
这些结果是在以下条件下获得的：
-空气干燥温度：70℃
-初始带温度：30℃
-初始膜厚度：2μm
-接触时间：<4秒
实施例2：
如图3b)所示，基于硫酸锌的层在干燥器的末端是干燥的范围根据带速度(A，以m/分钟计)和初始带温度(B，以℃计)给出。
这些结果是在以下条件下获得的：
-空气干燥温度：70℃
-空气流量：5000Nm3/小时
-初始膜厚度：2μm
-接触时间：<4秒
实施例3：
如图3c)所示，基于硫酸锌的层在干燥器的末端是干燥的范围根据空气流量(A，以Nm3/小时计)和带温度(B，以℃计)给出。
这些结果是在以下条件下获得的：
-空气干燥温度：70℃
-带速度：120m/分钟
-初始膜厚度：2μm
-接触时间：<4秒
实施例4：
如图3d)所示，基于硫酸锌的层在干燥器的末端是干燥的范围根据空气流量(A，以Nm3/小时计)和初始膜厚度(B，以μm计)给出。
这些结果是在以下条件下获得的：
-空气干燥温度：70℃
-带速度：120m/分钟
-初始带温度：30℃
-接触时间：<4秒
实施例5：
如图3e)所示，基于硫酸锌的层在干燥器的末端是干燥的范围根据空气流量(A，以Nm3/小时计)和空气干燥温度(B，以℃计)给出。
这些结果是在以下条件下获得的：
-初始带温度：30℃
-带速度：120m/分钟
-初始膜厚度：2μm
-接触时间：<4秒
优选地，带速度为60m/分钟至200m/分钟。优选地，湿膜厚度为0.5μm至4μm。优选地，初始带温度为20℃至50℃。优选地，空气流量为5000Nm3/小时至50000Nm3/小时。
在表面上形成层13之后，层13可以任选地被润滑。
该润滑可以通过以小于2g/m2的涂覆重量在层13上施加油膜(未示出)来进行。
如将在以下仅通过说明的方式提供的非限制性实施例中看出的，发明人已经表明，层13的存在使得可以改善与汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂的粘合性，而不降低其他性能例如耐腐蚀性和可拉性。
通过在镀锌钢上施加包含50g/L至130g/L的七水合硫酸锌的水性处理溶液并通过使用以下条件在4秒内干燥湿膜来评估不同参数对羟基硫酸锌的不存在的影响：
-样品A：
o空气干燥温度：65℃
o带速度：100m/分钟
o初始带温度：30℃
o初始膜厚度：2μm
o空气流量：10000Nm3/小时
-样品B：
o空气干燥温度：70℃
o带速度：180m/分钟
o初始带温度：40℃
o初始膜厚度：1μm
o空气流量：35000Nm3/小时
-样品C：
o空气干燥温度：110℃，
o带速度：100m/分钟
o初始带温度：30℃
o初始膜厚度：3μm
o空气流量：45000Nm3/小时
-样品D：
o空气干燥温度：140℃，
o带速度：110m/分钟
o初始带温度：30℃
o初始膜厚度：2μm
o空气流量：12000Nm3/小时
-样品E：
o空气干燥温度：150℃，
o带速度：120m/分钟
o初始带温度：22℃
o初始膜厚度：3μm
o空气流量：8300Nm3/小时
通过IRRAS红外光谱法评估基于硫酸锌的层的组成。如图4所示，仅样品A和B呈现归属于稳定的硫酸锌水合物的在1172cm-1附近的单个硫酸盐峰。样品C、D和E呈现归属于羟基硫酸锌结构的υ3硫酸盐振动的多个吸收峰。
通过单搭接剪切测试(single lap shear test)评估基于环氧的粘合剂在形成在样品A至E上的基于硫酸锌的层上的粘合性。首先，在没有脱脂的情况下使用AnticoritFuchs 3802-39S(1g/m2)对100mm长和25mm宽的测试件进行重新涂油(re-oiled)。然后两个测试件(一个经水性处理溶液处理，一个未经处理)如下组装：用来自
的基于环氧的粘合剂
8028GB，通过使用特氟龙垫片将它们叠置在12.5mm长上，以保持两个件之间的0.2mm的均匀厚度。使整个组合件在190℃下在烘箱中固化20分钟。然后在粘合测试和老化测试之前调整样品24小时。对于每个测试条件，测试了5个组合件。
已经根据DIN EN 1465标准对粘合性进行了评估。在该测试中，使用50KN的单元力(cell force)将每个接合的组合件固定在拉力机的夹爪中(在每个夹具中抓住每个测试件的50mm，每个测试件的50mm留空)。在室温下以10mm/分钟的速率拉动样品。最大剪切应力值以MPa记录，破坏模式在视觉上分类为：
-如果在大部分粘合剂中出现撕裂，则内聚破坏，
-表面内聚破坏是在靠近带/粘合剂界面的大部分粘合剂中出现撕裂，
-如果撕裂出现在带/粘合剂界面处，则粘合失效。
如果观察到粘合失效，则测试不通过。
已经通过泥敷剂测试(cataplasm test)评估了粘合性的老化。在该测试中，将每个接合的组合件(每次5个试样)包裹在具有去离子水(棉重量的10倍)的棉(重量为45g+/-5)中，放入聚乙烯袋中，然后密封。将密封的袋在70℃、100％HR下在烘箱中保持7天。一旦已经进行了泥敷剂测试，就根据DIN EN 1465标准重新评估粘合性。
获得的结果示于图5中，其中各列表示在初始阶段(H0)和在泥敷剂测试中7天后(H7)的内聚破坏百分比(呈黑色)。
如所示出的，仅样品A和B在初始阶段呈现良好的粘合性，并且在泥敷剂测试中7天后呈现低的性能下降。
测试件的临时保护通过如DIN EN ISO 6270-2所规定的，在湿度和温度受控的腐蚀测试室中进行的测试，随后是在层13上以约1g/m2的涂覆重量施加保护油Fuchs(注册商标)3802-39S来评估。
在根据DIN EN ISO 6270-2在湿度和温度受控的腐蚀测试室中进行的测试中，使测试件在湿度和温度受控的腐蚀测试室(即，具有受控的气氛和温度的外壳)中经历24小时的两个老化循环。这些循环模拟带卷或切割成片的带在储存期间的腐蚀条件。每个循环包括：
-在40℃±3℃和约98％相对湿度下8小时的第一阶段，随后是
-在21℃±3℃和小于98％的相对湿度下16小时的第二阶段。
在4次循环之后，必须看不到任何劣化。
在10次循环之后，必须目视改变小于10％的测试件的表面。
在测试件上进行的测试证实了根据本发明的表面处理在临时保护方面的良好行为。
Claims (15)
1.一种钢基材，在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。
2.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述基于锌或其合金的金属涂层包含0.2重量％至0.4重量％的铝，其余为锌和由制造过程产生的不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述基于锌或其合金的金属涂层包含至少0.1重量％的镁。
4.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述基于锌或其合金的金属涂层包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的钢基材，其中所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度为3.7mg/m2至27mg/m2。
6.一种汽车部件，由根据权利要求1至5中任一项所述的钢基材制成。
7.一种用于移动金属带的处理方法，包括根据以下的步骤：
-(i)提供在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层的钢带，
-(ii)通过简单接触将包含至少0.01mol/L硫酸锌的水性处理溶液施加至所述金属涂层以形成湿膜，
-(iii)随后将所述水性处理溶液在干燥器中在低于80℃的空气干燥温度下干燥，将所述水性处理溶液施加在所述金属涂层上与离开所述干燥器之间的时间小于4秒，其中带速度、湿膜厚度、初始带温度和空气流量适合于在所述金属涂层上形成既不包含游离水分子也不包含游离羟基的基于硫酸锌的层，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其中在熔融锌浴中通过热浸镀工艺获得所述金属涂层，所述熔融锌浴最终包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中在施加所述水性处理溶液之前对所述金属涂层进行脱脂。
10.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中所述水性处理溶液包含20g/L至160g/L的七水合硫酸锌。
11.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中所述带速度为60m/分钟至200m/分钟。
12.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中所述湿膜厚度为0.5μm至4μm。
13.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中所述初始带温度为20℃至50℃。
14.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中所述空气流量为5000Nm3/小时至50000Nm3/小时。
15.根据权利要求7或8中任一项所述的处理方法，其中以小于2g/m2的涂覆重量将油膜施加在所述基于硫酸锌的层上。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/IB2017/001246 WO2019073274A1 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED USING THE SAME |
| IBPCT/IB2017/001246 | 2017-10-12 | ||
| PCT/IB2018/057047 WO2019073320A1 (en) | 2017-10-12 | 2018-09-14 | PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET PROCESSED THEREBY |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111133123A CN111133123A (zh) | 2020-05-08 |
| CN111133123B true CN111133123B (zh) | 2021-12-03 |
Family
ID=60293985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880060926.6A Active CN111133123B (zh) | 2017-10-12 | 2018-09-14 | 金属板处理方法和用该方法处理的金属板 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11319633B2 (zh) |
| EP (1) | EP3695022B1 (zh) |
| JP (1) | JP6979126B2 (zh) |
| KR (1) | KR102407065B1 (zh) |
| CN (1) | CN111133123B (zh) |
| CA (1) | CA3073016C (zh) |
| MA (1) | MA50350A (zh) |
| MX (1) | MX2020003587A (zh) |
| RU (1) | RU2755906C1 (zh) |
| UA (1) | UA125320C2 (zh) |
| WO (2) | WO2019073274A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA202000836B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019073274A1 (en) | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Arcelormittal | PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED USING THE SAME |
| WO2019073273A1 (en) | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Arcelormittal | PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED WITH THIS METHOD |
| WO2021074672A1 (en) | 2019-10-16 | 2021-04-22 | Arcelormittal | Metal sheet treatment method and metal sheet treated with this method |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09143755A (ja) * | 1995-11-15 | 1997-06-03 | Nisshin Steel Co Ltd | クロメート処理亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置 |
| JP2000256874A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プレス成形性に優れた亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 |
| US6528182B1 (en) * | 1998-09-15 | 2003-03-04 | Sollac | Zinc coated steel plates coated with a pre-lubricating hydroxysulphate layer and methods for obtaining same |
| JP2003306781A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-10-31 | Jfe Steel Kk | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
| CN1715446A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | 上海万森水处理有限公司 | 一种金属表面用预膜剂 |
| JP2006083464A (ja) * | 2004-08-16 | 2006-03-30 | Togo Seisakusho Corp | 防錆金属部品及びその製造方法 |
| CN1914354A (zh) * | 2003-12-24 | 2007-02-14 | 阿塞洛法国公司 | 羟基硫酸盐表面处理 |
| JP2009079291A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Jfe Steel Kk | 亜鉛系めっき鋼板 |
| CN102216493A (zh) * | 2008-12-16 | 2011-10-12 | 杰富意钢铁株式会社 | 镀锌系钢板及其制造方法 |
| EP2802682A1 (fr) * | 2012-01-10 | 2014-11-19 | Arcelormittal Investigación y Desarrollo SL | Utilisation d'une solution contenant des ions sulfates pour reduire le noircissement ou le ternissement d'une tole lors de son stockage et tole traitee par une telle solution. |
| CN106687571A (zh) * | 2014-09-11 | 2017-05-17 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 硫酸盐的用途及通过在成型机中的成型制造钢构件的方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003089881A (ja) * | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 無機潤滑皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 |
| JP4159028B2 (ja) * | 2002-09-03 | 2008-10-01 | 新日本製鐵株式会社 | 連続焼鈍炉のバーナー異常検出方法 |
| JP2006083434A (ja) | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Kureha Engineering Co Ltd | 電気防食方法および電気防食装置 |
| JP5354165B2 (ja) | 2008-01-30 | 2013-11-27 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 亜鉛系めっき鋼板の製造方法 |
| RU2584105C2 (ru) | 2012-02-14 | 2016-05-20 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Плакированная толстолистовая сталь для горячего прессования и способ горячего прессования плакированной толстолистовой стали |
| CN102839365A (zh) | 2012-04-11 | 2012-12-26 | 王晓翌 | 环保型多功能钢铁表面处理液 |
| WO2015001368A1 (fr) | 2013-07-04 | 2015-01-08 | Arcelormittal Investigaciòn Y Desarrollo Sl | Procédé de traitement d'une tôle pour réduire son noircissement ou son ternissement lors de son stockage et tôle traitée par un tel procédé |
| CN106574353B (zh) | 2014-06-27 | 2020-03-10 | 汉高股份有限及两合公司 | 用于镀锌钢的干式润滑剂 |
| CN104178757B (zh) | 2014-08-08 | 2017-01-18 | 东北大学 | 一种热镀锌钢板无铬复合钝化剂及其制备和使用方法 |
| JP6887562B2 (ja) * | 2017-04-24 | 2021-06-16 | アスペン テクノロジー インコーポレイテッド | 分子キャラクタリゼーション方法およびシステム |
| WO2019073274A1 (en) | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Arcelormittal | PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED USING THE SAME |
| WO2019073273A1 (en) | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Arcelormittal | PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED WITH THIS METHOD |
-
2017
- 2017-10-12 WO PCT/IB2017/001246 patent/WO2019073274A1/en active Application Filing
-
2018
- 2018-09-14 RU RU2020112801A patent/RU2755906C1/ru active
- 2018-09-14 KR KR1020207008792A patent/KR102407065B1/ko active IP Right Grant
- 2018-09-14 EP EP18774151.7A patent/EP3695022B1/en active Active
- 2018-09-14 JP JP2020520546A patent/JP6979126B2/ja active Active
- 2018-09-14 CN CN201880060926.6A patent/CN111133123B/zh active Active
- 2018-09-14 WO PCT/IB2018/057047 patent/WO2019073320A1/en active Search and Examination
- 2018-09-14 US US16/649,246 patent/US11319633B2/en active Active
- 2018-09-14 MX MX2020003587A patent/MX2020003587A/es unknown
- 2018-09-14 MA MA050350A patent/MA50350A/fr unknown
- 2018-09-14 CA CA3073016A patent/CA3073016C/en active Active
- 2018-09-14 UA UAA202002663A patent/UA125320C2/uk unknown
-
2020
- 2020-02-10 ZA ZA2020/00836A patent/ZA202000836B/en unknown
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09143755A (ja) * | 1995-11-15 | 1997-06-03 | Nisshin Steel Co Ltd | クロメート処理亜鉛めっき鋼板の製造方法および製造装置 |
| US6528182B1 (en) * | 1998-09-15 | 2003-03-04 | Sollac | Zinc coated steel plates coated with a pre-lubricating hydroxysulphate layer and methods for obtaining same |
| JP2000256874A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プレス成形性に優れた亜鉛系めっき鋼板とその製造方法 |
| JP2003306781A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-10-31 | Jfe Steel Kk | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
| CN1914354A (zh) * | 2003-12-24 | 2007-02-14 | 阿塞洛法国公司 | 羟基硫酸盐表面处理 |
| CN1715446A (zh) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | 上海万森水处理有限公司 | 一种金属表面用预膜剂 |
| JP2006083464A (ja) * | 2004-08-16 | 2006-03-30 | Togo Seisakusho Corp | 防錆金属部品及びその製造方法 |
| JP2009079291A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Jfe Steel Kk | 亜鉛系めっき鋼板 |
| EP2186925A1 (en) * | 2007-09-04 | 2010-05-19 | JFE Steel Corporation | Galvanized steel sheet |
| CN102216493A (zh) * | 2008-12-16 | 2011-10-12 | 杰富意钢铁株式会社 | 镀锌系钢板及其制造方法 |
| EP2802682A1 (fr) * | 2012-01-10 | 2014-11-19 | Arcelormittal Investigación y Desarrollo SL | Utilisation d'une solution contenant des ions sulfates pour reduire le noircissement ou le ternissement d'une tole lors de son stockage et tole traitee par une telle solution. |
| CN106687571A (zh) * | 2014-09-11 | 2017-05-17 | 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 | 硫酸盐的用途及通过在成型机中的成型制造钢构件的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2755906C1 (ru) | 2021-09-22 |
| CA3073016A1 (en) | 2019-04-18 |
| JP2020537045A (ja) | 2020-12-17 |
| UA125320C2 (uk) | 2022-02-16 |
| WO2019073320A1 (en) | 2019-04-18 |
| ZA202000836B (en) | 2021-08-25 |
| US11319633B2 (en) | 2022-05-03 |
| CN111133123A (zh) | 2020-05-08 |
| EP3695022B1 (en) | 2024-05-08 |
| MX2020003587A (es) | 2020-07-22 |
| KR20200045533A (ko) | 2020-05-04 |
| MA50350A (fr) | 2020-08-19 |
| KR102407065B1 (ko) | 2022-06-08 |
| EP3695022A1 (en) | 2020-08-19 |
| US20200299844A1 (en) | 2020-09-24 |
| WO2019073274A1 (en) | 2019-04-18 |
| JP6979126B2 (ja) | 2021-12-08 |
| BR112020004054A2 (pt) | 2020-09-01 |
| CA3073016C (en) | 2022-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111094614B (zh) | 金属板处理方法和用该方法处理的金属板 | |
| CN111133123B (zh) | 金属板处理方法和用该方法处理的金属板 | |
| RU2590443C1 (ru) | Способ для производства покрытого расплавом цинкового сплава стального листа | |
| JP6143845B2 (ja) | 油を塗ったＺｎ−Ａｌ−Ｍｇコーティングを有する金属シートを製造する方法および対応する金属シート | |
| EP4045696B1 (en) | Metal sheet treatment method and metal sheet treated with this method | |
| RU2783513C1 (ru) | Способ обработки металлического листа и металлический лист, обработанный этим способом | |
| BR112020004054B1 (pt) | Tira de aço, peça automotiva e método de tratamento para uma tira de metal | |
| JPH0224911B2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |