CN1681957A - 外观极佳的锡基金属镀层钢带及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外观极佳的锡基金属镀层钢带，该镀层钢带包括一镍基金属(例如Ni、Ni－Sn合金、Ni－Zn合金、Ni－Fe合金和Ni－Co合金)预镀层和一在其上形成的锡基金属(例如Sn－Zn合金)镀层，其特征在于，由该镀层钢带表面的辉光放电光谱得到的镍发射强度线和铁发射强度线满足以下公式的关系：T1≥T2，其中T1是在镍发射强度线的峰值处的溅射时间，而T2是在铁发射强度线的拐点处的溅射时间，或者满足以下公式的关系：T1≥T2，且1≤T1/T2≤1.5。

Description

外观极佳的锡基金属镀层钢带及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种锡基金属镀层钢带，该钢带具有美观的表面形态，没有不均匀光泽，并且外观极佳。
背景技术
由于锡基金属镀层钢带具有优良的抗腐蚀性且生产成本低，所以它们被广泛用作腐蚀环境中所使用的各种产品的组成部件。因此，迄今人们已经提出多种具有优良的抗腐蚀性的锡基金属镀层钢带和多种用于生产该钢带的工艺。
日本未审专利公开(Kokai)No.7-207841公开了一种低反射率高抗腐蚀性的镀层金属材料，该材料具有一含有至少15％重量百分比的Sn和至少65％重量百分比的Zn的两相Sn-Zn金属镀层。该镀层金属材料包括一种具有一薄的镍层和一在其上形成的两相Sn-Zn金属镀层的镀层金属材料。该镀层金属材料用作具有抗腐蚀性和良好色调的建筑材料。
U.S.Pat.No.5491035(1996年出版)的说明书公开了一种镀层金属钢带，该钢带具有优良的抗腐蚀性，并且在一可选择地形成的镍层上通过热浸镀而涂镀有一两相Sn-Zn合金层。该镀层钢带表面无光泽并被用作建筑材料。
近来，要求建筑材料、尤其是外部建筑材料的表面上没有不均匀光泽，以确保良好的外观和色调，或确保良好的色调和良好的审美外观。然而，人们从未考虑过防止在以上建筑材料中呈现不均匀光泽。
作为用于其它应用场合的锡基金属镀层钢带，日本未审专利公开(Kokai)No.8-269733公开了一种用于燃料箱的高抗腐蚀性防锈钢带，其中在一厚度最多达2μm并含有至少Ni、Fe、Zn和Sn中的一种金属的合金层上形成一厚度为4到50μm的Sn-Zn合金镀层，并且该镀层中的锌的颗粒尺寸被限定。
该用于燃料箱的防锈钢带在燃料箱所需的各种性能上都是优良的。
此外，日本未审专利公开(Kokai)No.8-325692公开了一种用于燃料箱的防锈钢带，其中在一厚度最多达2.0μm的合金层上形成一镀层，该镀层由Sn-Zn合金组成，并且其中在最上部表面上的镀层金属颗粒的主要轴向尺寸被限定。
该用于燃料箱的防锈钢带的合金层含有至少0.5％的Ni、Co和Cu中的至少一种金属，且该钢带具有优良的冲压可成型性、抗腐蚀性和可焊接性，并可长时间耐受变酸的汽油。
此外，日本未审专利公开(Kokai)No.9-3658公开了一种用于燃料箱的防锈钢带，该钢带具有一在0.05至1.5μm厚的含有至少50％的Fe和Sn的合金层上形成的2.0至15.0μm厚的锡基合金镀层，该钢带还具有一在该合金镀层上形成的有机-无机合成物薄膜。
该用于燃料箱的防锈钢带具有一作为衬底镀层的具有必要厚度的镍镀层，(该钢带)具有优良的冲压可成型性、抗腐蚀性和可焊接性，且与该专利参考文献3中所述的用于燃料箱的防锈钢带一样，可以长时间耐受变酸的汽油。
然而，在以上任何一种用于燃料箱的防锈钢带中，均没有考虑防止由于镀层中的表面性质不均匀而呈现不均匀的光泽。
特别是，尽管该不均匀光泽不会损害镀层的性能，如抗腐蚀性和可加工性，但它会损害钢带的外观和色调，或者漆涂后的色调和审美外观。因此，必须防止钢带上呈现不均匀光泽。
尽管呈现不均匀光泽被认为取决于涂镀方法和涂镀条件，但是还没有人提出用于解决该不均匀光泽问题的涂镀方法。
U.S.Pat.No.5491036(1996年出版)的说明书公开了一种无光泽、抗腐蚀的镀层钢带，该钢带具有一涂覆在钢带表面上的超薄中间镍层和一通过热浸镀工艺在该镍层上形成的两相Sn-Zn合金层镀层，以及一种用于生产该镀层钢带的工艺。
在该两相Sn-Zn合金层的形成方面，该说明书还公开了在该合金层和基底钢带之间形成一在其间进行牢固联结的熔合层(alloyed layer)。
然而，影响不均匀光泽的呈现的该熔合层和该两相Sn-Zn合金层的组织结构之间的关系并没有被公开。
此外，U.S.Pat.No.5491036公开了一个实施例，其中设置与一熔融镀槽的表面相接触且从两侧保持镀层钢带的涂镀轧辊，并控制该熔融镀层的厚度，且在将该镀层钢带从熔融镀槽中抽出期间用该轧辊涂镀未被涂镀的部分。
然而，用于防止呈现不均匀光泽的方法却从未公开过。
如上所述，尽管近年来使用者确实需要解决锡基金属镀层钢带上的不均匀光泽的问题，但是还从未有人提出解决该不均匀光泽问题的涂镀方法和镀层钢带。
发明内容
考虑到以上需求，本发明旨在提供一种没有不均匀光泽、具有美观的表面形态和极佳的外观的锡基金属镀层钢带。
通过在已经被预先涂镀一种镍基金属(如Ni，Ni-Sn合金，Ni-Zn合金，Ni-Fe合金或Ni-Co合金)的钢带表面用熔剂进行涂覆，并(将钢带)浸在一锡基金属镀槽中来生产锡基金属镀层钢带。然而，有时会在镀层表面上呈现不均匀光泽(差的表面质量)。
该不均匀光泽被认为是在镀层内部中的成分和结构的不均匀性延伸到(镀层)表面时形成的。
因此，本发明人首先利用辉光放电光谱(GDS)分析了包括该预镀层在内的镀层中的元素分布，然后研究了分析结果和不均匀光泽之间的关系。
结果，我们发现，当在镍发射强度线的峰值处的溅射时间(T1)大于在铁发射强度线的拐点处的溅射时间(T2)时，在镀层的表面上没有呈现不均匀光泽。
而且，基于以上发现，本发明人研究了一种用于获得镀层的工艺，该工艺在镍发射强度线的峰值处的溅射时间(T1)大于在铁发射强度线的拐点处的溅射时间(T2)。
结果，获得以下所述的发现。将一个稳定辊放置在锡基金属镀槽的液面下方，或者将至少两个稳定辊在一上部位置和一下部位置呈Z字形放置在该液面下方，并且将镀层钢带从镀槽中抽出，同时该一个或多个稳定辊以不同于该镀层钢带的通过速度的圆周速度旋转。
然后，当该一个或多个(稳定)辊与镀层钢带的表面，即包括镍预镀层的镀层接触时，可以使在镍发射强度线的峰值处的溅射时间(T1)大于在铁发射强度线的拐点处的溅射时间(T2)。
本发明正是基于以上发现，且本发明的各方面如下所述。
(1)一种外观极佳的锡基金属镀层钢带，该镀层钢带包括一镍基金属预镀层和一在该预镀层上形成的锡基金属镀层，其特征在于，由该镀层钢带表面的辉光放电光谱所得到的镍发射强度线和铁发射强度线满足公式(1)的关系：
T1≥T2                    …(1)
其中T1是在镍发射强度线的峰值处的溅射时间，而T2是在铁发射强度线的拐点处的溅射时间。
(2)根据上述(1)的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中Tl和T2还满足公式(2)的关系：
1≤T1/T2≤1.5             …(2)
(3)根据上述(1)或(2)的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中该镍基金属是从Ni、Ni-Sn合金、Ni-Zn合金、Ni-Fe合金和Ni-Co合金中选择的一种金属。
(4)根据上述(1)至(3)中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中该锡基金属是一种Sn-Zn基合金。
(5)根据上述(1)至(4)中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中该锡基金属镀层钢带是一种含碳量极低的钢带。
(6)根据上述(1)至(5)中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中该锡基金属镀层钢带用作燃料箱的材料。
(7)根据上述(1)至(5)中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中该锡基金属镀层钢带用作电子仪器的材料。
(8)根据上述(1)至(5)中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其中该锡基金属镀层钢带用作建筑材料。
附图说明
图1是说明用于生产锡基金属镀层钢带的涂镀装置的结构的示意图。
图2是表示与没有不均匀光泽的镀层钢带的镀层相关的辉光放电光谱(发射强度线)的结果的曲线图。
图3是表示与具有不均匀光泽的镀层钢带的镀层相关的辉光放电光谱(发射强度线)的结果的曲线图。
图4是示意性地表示一浸入锡基金属镀槽中的预镀层钢带的表面层形态的视图。
图5是表示当稳定辊与镀层接触时预镀层的表面层形态的视图。
图6(a)和6(b)是表示与稳定辊接触的镀层的表面层形态的视图，以及该表面层形态与表面层形态的辉光放电光谱的结果之间的关系的视图。
图7(a)和7(b)是表示不与稳定辊接触的镀层的表面层形态的视图，以及该表面层形态与表面层形态的辉光放电光谱的结果之间的关系的视图。
图8是表示稳定辊的表面硬度和镀层外观之间的关系的图。
图9是表示稳定辊的表面粗糙度和镀层外观之间的关系的图。
图10是表示稳定辊的圆周速度/钢带通过速度的比和镀层外观之间的关系的图。
具体实施方式
下面将详细说明本发明。
本发明的没有不均匀光泽的锡基金属镀层钢带(在下文中有时称为“本发明的镀层钢带”)可以通过图1中示出的涂镀装置生产。
在上述涂镀装置中，利用一熔剂涂覆装置8在已经预镀有必要厚度的镍基金属的一镍基金属预镀层钢带(在下文中有时称为“预镀层钢带”)3a的两侧涂覆熔剂，并将该钢带送入放置在一镀槽1中的一锡基金属镀槽2内。
此外，该熔剂的示例包括从ZnCl2、NH4Cl、SnCl2、HCl和NaCl中选择的一种或至少两种化合物的水溶液。
钢带表面所预镀的镍基金属是镍或一种镍基合金。该镍基合金可以从Ni-Sn合金、Ni-Zn合金、Ni-Fe合金和Ni-Co合金中选择。
此外，该钢带原则上通过电镀来预镀镍基金属。但是也可采用其它涂镀工艺，只要进行涂镀以形成一预镀层即可。
而且，该预镀层钢带所涂镀的锡基金属是锡或一种锡基合金。尽管该锡基合金并不限于特定的合金，但为了确保良好的抗腐蚀性Sn-Zn基合金是优选的。
将要被涂镀的钢带可具有基于其应用(例如，燃料箱材料，电子仪器材料，建筑材料，其它应用的材料等)的组成和机械性能。为确保镀层和钢基之间的紧密联结，优选具有必要的表面粗糙度(例如，Ra从0.8到2.5μm)的钢带。
当将一种含碳量极低的钢带用作要被涂镀的钢带时，可生产出没有不均匀光泽且冲压可成型性优良的镀层钢带。
在图1所示的装置中，一预镀层钢带3a穿过在用一堰坝6隔开的熔剂区域7内的一熔剂层9，浸入一锡基金属镀槽2中，由一设置在镀槽1的底部的槽辊(pot roll)4弯曲，并作为锡基金属镀层钢带(在下文中有时称为“镀层钢带”)3而从槽中抽出。
当钢带穿过熔剂层9时该预镀层钢带3a的表面被熔剂覆盖，并且该熔剂除去钢带表面上的氧化物以活化钢带表面。被活化的表面与锡基金属镀槽2反应而在钢带上形成一镀层。
在上述涂镀装置中，稳定辊5a、5b分别设置在锡基金属镀槽2的液面下方的预定的上部和下部位置处。
通常设置稳定辊5a、5b以使镀层钢带的位置稳定，以便调节涂镀量，并使镀层钢带的横向方向上的涂镀量均匀。
在本发明中，稳定辊5a、5b以不同于镀层钢带3的通过速度的圆周速度旋转，该钢带被推离该退出(通过)线一个给定的距离，从而在退出过程中该辊与镀层钢带3的表面相接触，即，尤其是与该预镀层和/或在其上形成的镀层相接触。
为了获得所需的镀层，根据稳定辊的直径和圆周速度、镍基金属的类型、锡基金属的类型和其它涂镀条件来适当地调整稳定辊的推动量(当采用一对上下辊时该辊的重叠宽度)。
在本发明中，通过使以不同于镀层钢带的通过速度的圆周速度旋转的稳定辊与预镀层和/或在其上形成的镀层相接触，可以生产出一种具有美观的表面形态、没有不均匀光泽且外观极佳的锡基金属镀层钢带。
图2表示利用辉光放电光谱分析本发明的镀层钢带的镀层所获得的发射强度线的一个示例。
另一方面，图3表示利用辉光放电光谱分析具有不均匀光泽的镀层钢带的镀层所获得的发射强度线的一个比较示例。
辉光放电光谱(GDS)是一种用于分析在给定的分析区域内的深度方向上的元素分布的方法，并且是一种用于准确地和定量地分析在镀层的深度方向上的元素分布的适当方法。
此外，在图2和3中所示的发射强度线是用一辉光放电光谱仪(GDLS-5017型，Shimadzu公司制造)在以下条件下获得的：真空度60Pa；测量电流30mA；数据图600点；总时间180秒(600点×2.5msec/数据×120数据/点[其中2.5msec是在获得一个数据之后用于获得另一个数据的时间间隔]，一个直径为4毫米的圆形测量区域)
用于本发明的辉光放电光谱仪和测量条件不限于上述的仪器和条件。
从图2和3中所示的发射强度线可以理解，对于具有不均匀光泽的镀层钢带，在镍发射强度线的峰值处的溅射时间(T1)小于在铁发射强度线的拐点处的溅射时间(T2)(见图3)，与此相比，在本发明的镀层钢带中，在镍发射强度线的峰值处的溅射时间(T1)大于在铁发射强度线的拐点处的溅射时间(T2)(见图2)。
另外，发射强度线的拐点是由常规的数学过程确定的。
溅射时间T1和T2之间的大小关系是本发明的镀层钢带的特征。
即，满足下列公式是对本发明的镀层钢带的特征性要求：
T1≥T2            …(1)
其中T1是在镍发射强度线的峰值处的溅射时间，而T2是在铁发射强度线的拐点处的溅射时间。
而且，对于本发明的镀层钢带，为了更确定地防止呈现不均匀光泽，上述T1和T2优选地还满足以下公式：
1≤T1/T2≤1.5     …(2)
当T1/T2的比小于1时，会明显呈现不均匀光泽。另一方面，当T1/T2的比超过1.5时，有时会呈现几乎不能通过目测看到的不均匀光泽。
在生产满足以上公式(1)和(2)的本发明的镀层钢带的过程中(在下文中有时称为本发明的生产过程)，在镀层钢带在镀槽中通过的期间内，一个或至少两个设置在镀槽的液面下方的稳定辊以不同于镀层钢带的通过速度的圆周速度旋转，并与镀层钢带的表面接触，即，尤其是与预镀层和/或在其上形成的镀层相接触以获得镀层钢带。
可根据镍基金属的类型、锡基金属的类型和其它涂镀条件适当地调节稳定辊的圆周速度和镀层钢带的通过速度之间的速度差。
根据稍后将说明的本发明人的实验结果，稳定辊的圆周速度优选地是该通过速度的10到90％或至少120％，更优选地是50到90％或120到150％。
因为以上速度差是在涂镀装置的驱动系统能力范围内适当确定的，所以不必特别限定其上限。
在大约300℃的镀槽中使稳定辊具有必要的圆周速度，并使其与镀层钢带相接触，该钢带的传送速度不同于该圆周速度。
而且，稳定辊的表面极大地影响熔剂在钢带上的附着状态，该附着状态可能造成不均匀光泽。因此必须使稳定辊具有必要的表面硬度和必要的表面粗糙度。
在图1所示的涂镀装置中，本发明人多次改变稳定辊5a的表面粗糙度和表面硬度，并研究了表面粗糙度(Ra：0.03至0.1μm)、表面硬度(Hv：120至1050)以及熔剂附着在辊表面的状态与镀层外观之间的关系。
在以下条件下对钢带3a进行涂镀：将ZnCl2+NH4CL的水溶液用作熔剂；使(预)镀层钢带3a以50m/min的通过速度通过；将稳定辊5的圆周速度设定为(预)镀层钢带3a的通过速度的50％；以及将(预)镀层钢带3a浸入300℃的Sn-Zn合金镀槽中。
观察由此获得的镀层钢带的外观。图8和9表示由此获得的结果。
好的镀层外观被评价为○。具有断续的差的部分的镀层外观被评价为△。具有连续的差的部分的镀层外观被评价为×。
另外，在图8中，标记◎表示辊的表面粗糙度Ra最大为0.05μm，且标记●表示Ra超过0.05μm。而且，在图9中，标记◎表示辊的表面硬度Hv是至少750，且标记●表示Hv小于750。
当稳定辊的表面硬度低时，会在辊的表面上形成被损坏的下陷部分，或者当使用很长时间时辊表面变得粗糙。结果，被引入镀槽中的熔剂附着在钢带的表面上而产生不均匀光泽。稳定辊的表面硬度Hv优选地至少是750。
当稳定辊的表面粗糙度大时，被引入镀槽中的熔剂趋向于附着在辊表面上而使镀层钢带产生不均匀光泽。因此，稳定辊的表面粗糙度Ra优选地最大为0.05μm。
通过例如在表面上热喷镀WC-Co而制成的辊可以用做上述稳定辊。而且，该稳定辊的被热喷镀的表面可以用砂轮，例如金刚石砂轮打磨以具有最大为0.05μm的表面粗糙度Ra。
在本发明的镀层钢带的生产中，如上所述，使设置在镀槽下方的一个或至少两个稳定辊以不同于镀层钢带的通过速度的圆周速度旋转，并与镀层钢带的表面相接触，即，特别是与预镀层和/或在其上形成的镀层接触。
图10表示在使用表面粗糙度Ra为0.05μm且表面硬度Hv为1050的稳定辊的情况下，“(稳定辊圆周速度)/(镀层钢带通过速度)的比(％)”与镀层外观之间的关系。
另外，对镀层外观的评价与图8和9中类似。标记○表示镀层外观良好。标记△表示镀层钢带具有断续形成的差的镀层部分或不均匀镀层部分。标记×表示镀层钢带具有连续形成的差的镀层部分、连续的不均匀镀层部分或缺陷。
如上所述，当将稳定辊的圆周速度设定为镀层钢带的通过速度的10到90％或至少120％时，就可生产出外观极佳的镀层钢带。
在本发明的镀层钢带的生产中，具有必要的表面状态(表面粗糙度、表面硬度)的稳定辊以不同于镀层钢带的通过速度的圆周速度旋转，并与预镀层和/或在其上形成的镀层相接触。
直接的结果被认为是如下结果：防止熔剂附着在稳定辊的表面上；并形成外观极佳的镀层。
而且，另一方面，从辉光放电光谱的结果可以得出以下结论：稳定辊的接触作用在该预镀层上、作用在其上形成的镀层上，以及在某些情况下在一定程度上作用在基底钢带上，以便在镍发射强度线的峰值处的溅射时间(T1)和在铁发射强度线的拐点处的溅射时间(T2)满足公式(1)的关系(T1≥T2)；并且促使形成由细密的树状结构组成的、不会呈现不均匀光泽的镀层。
尽管在目前阶段清楚地推论和解释产生公式(1)的关系并促使镀层形成的稳定辊的作用是困难的，但是目前可以通过以下方式推论该作用。
此推论是基于“一种推论”，并且对上述稳定辊的作用的解释并不限于该理论。必须有待于对该作用的进一步的研究和调查。
首先，图4表示一预镀层钢带的状态，该钢带具有一在具有必要的表面粗糙度(Ra为0.8到2.5μm)的基底钢带10的表面上形成的预镀层12，并且浸入一种锡基熔融金属的镀槽13中。
该预镀层12通常通过电镀形成。该层12在基底钢带的凸出部分中厚(在基底钢带的凸出部分中最厚约0.5μm)，而在凹进部分中薄；在预镀层12和基底钢带10之间形成一超薄的扩散层。
另外，因为该扩散层极薄，因此它的存在对辉光放电光谱的结果没有影响。
总之，该预镀层钢带的表面也随着基底钢带表面的凹进和凸出而变得凹进和凸出，并且将在该凹进和凸出的预镀层上形成一锡基金属镀层。
在镀层钢带的通过期间内在预镀层上形成镀层的过程中，以与镀层钢带的通过速度不同的圆周速度旋转的稳定辊与该镀层相接触；如图5所示，一剪切力作用在该形成在基底钢带10的凸出部分14(在下文中称为钢带的凸出部分14)上的较厚的预镀层12(在下文中称为“凸出部分中的预镀层”)上，并且进一步作用在钢带的凸出部分上。
结果，在凸出部分中的预镀层12和钢带的凸出部分14(见图中的“虚线部分”)被塑性变形，以填充由薄的预镀层所覆盖的基底钢带10的凹进部分。
该塑性变形的结果是，钢带的表面层变成一经过碾压的凹进和凸出的表面层15(见图中的“粗线”)，并且与稳定辊没有与其接触的镀层中的分布相比，在包括预镀层的镀层中的深度方向上的镍和铁的分布大大改变。
锡基金属镀层16在上述经过碾压的凹进和凸出的表面层15上形成。由于在包括预镀层的镀层中的深度方向上的镍和铁的分布大大改变，所以可以推测通过镀层的辉光放电光谱可获得如下结果：镍发射强度线的峰值位于铁发射强度线的拐点(在图中用△标记的位置)的下方，如图6(b)中所示，即，溅射时间T1和T2的大小关系为T1≥T2。
为了比较图6中所示的辉光放电光谱的结果，图7表示当以上述圆周速度旋转的稳定辊在镀层钢带通过期间不与镀层钢带接触时所获得的辉光放电光谱的结果。
如图7所示，由于预镀层以一种随着基底钢带表面中的凹进和凸出而凹进和凸出的状态存在于镀层中，所以镍发射强度线的峰值位于铁发射强度线的拐点(图中用△标记的位置)之上。即，溅射时间T1和T2之间的关系如下：T1＜T2。
可以认为，在镀层钢带通过期间形成锡基金属镀层的过程中，如上所述的包括预镀层的镀层的辉光放电光谱结果的特征性差异取决于辊的接触状态，该辊以与镀层钢带的通过速度不同的圆周速度旋转。
而且，可以推测以下结果：由于稳定辊具有必要的表面硬度和必要的表面粗糙度，所以辊不仅使凸出部分中的预镀层和钢带的凸出部分塑性变形，而且形成细密的凹进和凸出部，其作为在凸出部分中的预镀层的表面上、以及当该预镀层上形成有镀层时，进一步在凸出部分中的预镀层上的锡基金属镀层的表面上形成锡基金属的树状核(dendritic nuclei)的地点。
因此可以推测，稳定辊的机械作用的结果是，形成由细密的树状结构组成的、不会呈现不均匀光泽的锡基金属镀层。
另外，当在预镀层上形成锡基金属镀层时，在镀层和预镀层的分界面处可能会进行锡基金属和预镀层金属的熔合。
即使当该熔合开始形成一熔合层时，稳定辊的机械作用也会使钢带的凸出部分和包括该熔合层的该凸出部分中的预镀层塑性变形，并形成细密的凹进和凸出部，其作为在该凸出部分中的预镀层上形成的镀层的表面上形成锡基金属的树状核的地点。
即，即使当在基底钢带和预镀层之间形成一扩散层，或在预镀层和锡基金属镀层之间形成一熔合层时，均可以容易地获得本发明的效果。
而且，由稳定辊导致的塑性变形可能将钢带的凸出部分暴露出来，以形成熔融锡基金属直接接触的部分。
即使在这种情况下，可以推测具有必要的表面硬度和必要的表面粗糙度的稳定辊可形成细密的凹进和凸出部，其作为即使在钢带的凸出部分的暴露表面上形成锡基金属树状核的地点。
根据与辉光放电光谱的结果有关的发现和与出现不均匀光泽有关的发现，由于上述原因，在本发明中可生产出一种具有美观的表面形态、没有不均匀光泽，并且外观极佳的锡基金属镀层钢带。
而且，在抗腐蚀性良好的锡基金属镀层钢带的镀层上没有出现不均匀光泽(的事实)增加了镀层钢带在生产中的产量，且极大地拓宽了其应用范围。
本发明的没有不均匀光泽的镀层钢带可以用作燃料箱材料、电子仪器材料和建筑材料，并且它也可以用作需要美观的外观以及优良的抗腐蚀性的产品的外部材料。
示例
下面将说明本发明的示例。然而，本发明决不限于实施这些示例的条件。
(示例1)
对一种宽度为1200mm，厚度为0.8mm且表面粗糙度Ra为1.5μm的含碳量极低的钢带用Ni、Ni-Sn合金、Ni-Zn合金、Ni-Fe合金或Ni-Co合金在每侧以0.8g/m2的量进行涂镀，以获得一预镀层钢带。
使用如图1中所示的涂镀装置，在预镀层钢带的两侧上用包含ZnCl2+NH4Cl的水溶液作为熔剂进行涂覆，以50m/min的引入速度将钢带引入一300℃的Sn-Zn合金镀槽中，在镀槽的液面下方大约1500至2000mm处通过一槽辊使钢带弯曲，(然后)使钢带与稳定辊接触，并在镀槽上方抽出钢带，以获得一镀层钢带。
在此例中，将表面粗糙度Ra为0.05μm且表面硬度Hv为1050的两个稳定辊(每个直径均为200mm，且在表面上具有一WC-Co热喷镀层)分别设置在镀槽的液面以下50至150mm的一上部和一下部位置处，且推动量为30mm。
在多次改变钢带在该两种熔融金属中的通过速度与稳定辊的圆周速度的比的同时，生产出镀层钢带。
利用辉光放电光谱分析在镀层的深度方向上的每种元素的分布。评价镀层的外观、抗腐蚀性和可漆涂性，表1给出其结果。
表1
预镀层类型 预镀量  钢带与稳定辊的速度比 T1/T2 外观(不均匀光泽) 抗腐蚀性 可漆涂性
常规材料     Ni     0.8     95     0.82     存在     ◎     ○
    Ni     0.8     100     0.98     存在     ○     ○
本发明的材料     Ni     0.8     10     1.47     无     ◎     ○
    Ni     0.8     25     1.47     无     ◎     ○
    Ni     0.8     50     1.46     无     ◎     ○
    Ni     0.8     80     1.14     无     ◎     ○
    Ni     0.8     82     1.16     无     ◎     ○
    Ni     0.8     87     1.07     无     ◎     ○
    Ni     0.8     90     1.06     无     ◎     ○
    Ni     0.8     120     1.17     无     ◎     ○
    Ni     0.8     150     1.45     无     ◎     ○
    Ni-Sn     0.8     50     1.46     无     ◎     ○
    Ni-Zn     0.8     80     1.14     无     ◎     ○
    Ni-Fe     0.8     82     1.16     无     ◎     ○
    Ni-Co     0.8     87     1.07     无     ◎     ○
注：钢带与稳定辊的速度比＝(稳定辊的圆周速度/钢带的通过速度)×100
T1/T2＝(镍发射强度线的峰值处的溅射时间)/(铁发射强度线的拐点处的溅射时间)
对于镀层的外观、不均匀光泽存在与否是可以目测的。对于性能的评价，要用碱对Sn-Zn镀层钢带去油。
对钢带进行化学处理以使其具有约300mg/m2的化学处理膜，该化学处理膜以酚醛树脂和水分散性硅石作为主要成分。然后对此钢带进行以下的评价试验。
(1)腐蚀试验
利用试验汽车部件的外观和腐蚀状态的方法(JASO(日本汽车标准组织)M610-92)对一个已经被液压成形试验机拉伸的样本(平底圆柱，直径30mm，深度20mm)进行评价。
[评价条件]试验期间：150个周期(50天)
[评价标准]
◎：形成少于0.1％的红锈
○：形成至少0.1％且少于1％的红锈，或形成白锈
△：形成至少1％且少于5％的红锈，或形成可观察到的白锈
×：形成至少5％的红锈，或形成明显的白锈
(2)可漆涂性试验
对一个70×150mm的试件用ACRYTK Black(商品名称，Yuko k.k.制造)进行喷漆，在140℃下烤20分钟以形成一20μm厚的涂漆膜。然后将试件的涂漆膜横切开，并将试件浸入55℃下的5％的NaCl水溶液中10天。然后将一胶带粘在试件的切口侧，并随后剥掉该胶带。
根据以下评价标准从涂漆膜的剥落宽度对涂漆膜的二次粘附进行评价。
[评价标准]
○：剥落宽度最多达5mm
△：剥落宽度超过5mm且最多达7mm
×：剥落宽度超过7mm
从表1中可以理解，当T1(在镍发射强度线的峰值处的溅射时间)/T2(在铁发射强度线的拐点处的溅射时间)的比至少是1且最大为1.5时，可形成一种没有不均匀光泽、外观极佳且抗腐蚀性和可漆涂性优良的Sn-Zn合金镀层。
可以理解，通过将钢带的通过速度与稳定辊的速度的比设定为10到92％或至少120％，可以使T1/T2的比至少为1且最大为1.5，并且当该速度比小于50％或大于150％时，T1/T2的比变得饱和。
工业适用性
根据本发明，可以高产量地生产抗腐蚀性优良、具有美观的外观且没有不均匀光泽的锡基金属镀层钢带，并且可以拓宽该钢带的应用。
此外，本发明的镀层钢带可以用作燃料箱材料、电子仪器材料和建筑材料，并且它们也可以用作需要美观的外观以及优良的抗腐蚀性的产品的外部材料。

Claims (8)

1.一种外观极佳的锡基金属镀层钢带，该镀层钢带包括一镍基金属预镀层和一在该预镀层上形成的锡基金属镀层，其特征在于，由该镀层钢带表面的辉光放电光谱所得到的镍发射强度线和铁发射强度线满足公式(1)的关系：
T1≥T2                 …(1)
其中T1是在镍发射强度线的峰值处的溅射时间，而T2是在铁发射强度线的拐点处的溅射时间。
2.根据权利要求1的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，T1和T2还满足公式(2)的关系：
1≤T1/T2≤1.5          …(2)
3.根据权利要求1或2的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，该镍基金属是一种从Ni、Ni-Sn合金、Ni-Zn合金、Ni-Fe合金和Ni-Co合金中选择的金属。
4.根据权利要求1至3中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，该锡基金属是一种Sn-Zn基合金。
5.根据权利要求1至4中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，该锡基金属镀层钢带是一种含碳量极低的钢带。
6.根据权利要求1至5中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，该锡基金属镀层钢带用作燃料箱的材料。
7.根据权利要求1至5中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，该锡基金属镀层钢带用作电子仪器的材料。
8.根据权利要求1至5中的任一项的外观极佳的锡基金属镀层钢带，其特征在于，该锡基金属镀层钢带用作建筑材料。
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