DE102014218201A1

DE102014218201A1 - Erdungsbolzen mit Schicht zur Oberflächenbehandlung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Erdungsbolzen

Info

Publication number: DE102014218201A1
Application number: DE102014218201.8A
Authority: DE
Inventors: Gyu Man Sim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2015-07-16
Also published as: US9771965B2; CN104723613A; KR20150071947A; US20150176628A1

Abstract

Ein Erdungsbolzen mit einer Schicht zur Oberflächenbehandlung und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung des Erdungsbolzens werden bereitgestellt. Die Oberflächenbehandlung umfasst eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht, eine farbige Chromatfilmschicht und eine Silikatbeschichtungsschicht. Da der Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit und Rostschutzeigenschaft aufweist, kann er elektrische/elektronische Komponenten, die in ein Fahrzeug eingebaut sind, gegen elektromagnetische Schocks schützen und Rauschen davon entfernen, wodurch die Zuverlässigkeit einer Karosserie eines Fahrzeugs verbessert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Erdungsbolzen, der eine Schicht zur Oberflächenbehandlung umfasst, die eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht; eine farbige Chromatfilmschicht; und eine Silikatbeschichtungsschicht umfassen kann, sowie ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung davon. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Schicht zur Oberflächenbehandlung des Erdungsbolzens mit verbesserter elektrischer Leitfähigkeit und Rostschutzeigenschaft bereit. Somit können elektrische oder elektronische Komponenten, die in ein Fahrzeug eingebaut werden, gegen elektromagnetische Schocks geschützt werden, und Rauschen davon kann entfernt werden, wodurch die Zuverlässigkeit einer Karosserie eines Fahrzeugs verbessert wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wie in gezeigt, können Erdungsbolzen elektrische/elektronische Komponenten eines Fahrzeugs gegen elektromagnetischen Schock schützen und auch Rauschen davon unterdrücken. Tatsächlich sind die Erdungsbolzen sicherheitsrelevante Teile eines Fahrzeugs, und somit müssen die elektrische Leitfähigkeit und die Rostschutzeigenschaft der Erdungsbolzen gewährleistet werden. In herkömmlichen Verfahren können typische Erdungsbolzen eine Schicht zur Oberflächenbehandlung aufweisen, um die elektrische Leitfähigkeit und die Rostschutzeigenschaft zu verbessern, wie in gezeigt. Beispielsweise kann die herkömmliche Schicht zur Oberflächenbehandlung ausgebildet werden, indem eine Zink-Nickel-Beschichtung mit einem hohen Nickelgehalt von ungefähr 12 bis 18 Gew.-% erfolgt und darauf eine schwarze Chromatfilmschicht aufgebracht wird.
Obwohl eine solche Zink-Nickel-beschichtete Schicht eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, kann ihre elektrische Leitfähigkeit geringer sein. Wenn es also zu einem Problem kommt, beispielsweise unzureichende Entfernung der Galvanisierung der Karosserie, Nichteinhaltung des Anzugsmoments und unzulängliche Ausbildung von Erdungsbolzen, kann eine Kraftmaschine aufgrund der unzureichenden Erdung der Zink-Nickel-beschichteten Schicht wie in veranschaulicht beschädigt werden.
Es wurden daher einige Anstrengungen unternommen, die vorstehend beschriebenen technischen Schwierigkeiten zu lösen. Beispielsweise ist von einem Verfahren zum Beschichten eines zinkbeschichteten Stahlblechs mit einem Chromatfilm und von einer Beschichtungslösung auf Siliziumbasis berichtet worden. Als der Erdungsbolzen jedoch im Motorraum eines Fahrzeugs angebracht wurde, erwies sich die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit als nicht ausreichend. Es ist daher gewünscht worden, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Erdungsbolzens und einen daraus gefertigten Erdungsbolzen zu entwickeln, um dadurch die Zuverlässigkeit einer Karosserie eines Fahrzeugs zu verbessern, indem die elektrischen/elektronischen Komponenten im Fahrzeug gegen elektromagnetischen Schock geschützt werden, Rauschen eliminiert wird und für die wesentliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der elektrischen Leitfähigkeit Sorge getragen wird.
Die vorstehend in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrundes der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den bisherigen Stand der Technik bilden, wie er in diesem Land einem Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet der Technik bereits bekannt ist.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Erdungsbolzens mit verbesserter elektrischer Leitfähigkeit und Rostschutzeigenschaft bereit. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht, eine farbige Chromatfilmschicht und eine Silikatbeschichtungsschicht bereit, die auf der Oberfläche eines aus Eisen gefertigten Erdungsbolzens ausgebildet werden können. So kann der hergestellte Erdungsbolzen eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit verglichen mit dem herkömmlichen Erdungsbolzen mit lediglich einer Zink-Nickel-beschichteten Schicht und einer Chromatfilmschicht aufweisen, wodurch eine Verbesserung der Rostschutzeigenschaft und der Korrosionsbeständigkeit erzielt wird.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Erdungsbolzen mit einer Schicht zur Oberflächenbehandlung mit einer beschichteten Schicht bereit, welche eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht, eine farbige Chromatfilmschicht und eine Silikatbeschichtungsschicht umfassen kann. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Schicht zur Oberflächenbehandlung einen Aufbau aus einer Zinn-Zink-beschichteten Schicht, einer farbigen Chromatfilmschicht und einer Silikatbeschichtungsschicht aufweisen, die von der Oberfläche des Erdungsbolzens ausgehend nacheinander aufgebracht werden. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Zinn-Zink-beschichtete Schicht durch Beschichten mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung ausgebildet werden. In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Zinn-Zink-beschichtete Schicht eine Stärke von ungefähr 8 bis 12 im haben.
Ferner kann in noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform die farbige Chromatfilmschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Silikatbeschichtungsschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Erdungsbolzens bereit, das umfassen kann:

(i) Beschichten eines Erdungsbolzens mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung, um dadurch eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht auszubilden;
(ii) Ausbilden eines Films auf der Zinn-Zink-beschichteten Schicht unter Verwendung einer chromsäure- oder dichromathaltigen Lösung, um eine farbige Chromatfilmschicht auszubilden; und
(iii) Aufbringen einer Silikatlösung auf die farbige Chromatfilmschicht, um dadurch eine Silikatbeschichtungsschicht auszubilden.

In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Zinn-Zink-beschichtete Schicht eine Stärke von ungefähr 8 bis 12 μm haben. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die farbige Chromatfilmschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Silikatbeschichtungsschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich beschrieben, wozu auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon Bezug genommen wird, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, welche im Folgenden lediglich zum Zweck der Veranschaulichung angeführt werden und somit die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken:
ist eine beispielhafte schematische Ansicht einer Kraftmaschine eines Fahrzeugs, in der ein Erdungsbolzen gemäß dem bisherigen Stand der Technik installiert sein kann;
zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht einer Schicht zur Oberflächenbehandlung für einen herkömmlichen Erdungsbolzen gemäß dem bisherigen Stand der Technik;
zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht einer Kraftmaschine mit unzureichender Erdung in einem Motorraum gemäß dem bisherigen Stand der Technik;
zeigt eine beispielhafte schematische Ansicht einer Schicht zur Oberflächenbehandlung des Erdungsbolzens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
zeigt einen beispielhaften Graphen für elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Herstellungskosten entsprechend einer Konzentration einer verdünnten Silikatlösung für die Nachbehandlung zum Ausbilden einer Silikatbeschichtungsschicht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
ist eine beispielhafte Darstellung und zeigt eine Spannungsreduzierung während einer Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit von Prüfbeispiel 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
zeigt beispielhafte Ergebnisse einer Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit von Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 gemäß dem Prüfbeispiel 1 der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung;
zeigt beispielhafte Fotos der Erdungsbolzen nach einem Salzsprühversuch an Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 1 gemäß dem Prüfbeispiel 2 der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung.
zeigt beispielhafte Fotos der Erdungsbolzen nach einer zyklischen Korrosionsprüfung an Vergleichsbeispiel 2 und Beispiel 1 gemäß dem Prüfbeispiel 2 der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Patentanmeldung.
Es ist einzusehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und gewissermaßen eine vereinfachte Darstellung verschiedener beispielhafter Merkmale enthalten, welche die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die genauen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hier offenbart werden, einschließlich beispielsweise der spezifischen Abmessungen, Ausrichtungen, Platzierungen und Formen, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und die Einbauumgebung bestimmt. In den Abbildungen beziehen sich die Bezugszeichen in den verschiedenen Abbildungen der Zeichnung auf dieselben oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es ist einzusehen, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeug ...” oder ein anderer, ähnlicher Begriff, der hier verwendet wird, allgemein motorisierte Fahrzeuge einschließt, etwa Personenkraftfahrzeuge einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, LKWs, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich verschiedener Boots- und Schiffstypen, Luftfahrzeuge und ähnliche, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Steckdosen-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge sowie andere, mit alternativen Kraftstoffen (z. B. aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnenen Kraftstoffen) betriebene Fahrzeuge einschließt. Wie hier verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Kraftquellen besitzt, beispielsweise Fahrzeuge sowohl mit Benzinantrieb als auch mit Elektroantrieb.
Die in dieser Offenlegung verwendete Terminologie hat lediglich den Zweck, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, sie soll jedoch nicht einschränkend auf die Erfindung wirken. Der Gebrauch der Einzahlformen „ein/einer/eines”, „einen/eine/eines” und „der/die/das” soll auch die Pluralformen einschließen, es sei denn, der Kontext verweist klar darauf, dass dies nicht der Fall ist. Ferner versteht es sich, dass die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn sie in dieser Patentschrift verwendet werden, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschließen. Der hier verwendete Ausdruck „und/oder” beinhaltet jegliche Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen, aufgelisteten Elemente.
Soweit nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang ersichtlich ist der hier verwendete Begriff „ungefähr” als in einem in der Technik normalen Toleranzbereich liegend zu verstehen, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. „Ungefähr” kann verstanden werden als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes. Soweit nicht aus dem Zusammenhang anders ersichtlich, sind alle hier angegebenen numerischen Werte als durch den Begriff „ungefähr” modifiziert aufzufassen.
Im Folgenden wird nun im Detail Bezug genommen auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und nachstehend beschrieben werden. Zwar wird die Erfindung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, es ist jedoch einzusehen, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränken soll. Vielmehr ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abdeckt, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die in Wesen und Schutzbereich der Erfindung wie in den angehängten Patentansprüchen definiert eingeschlossen werden können.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Erdungsbolzen mit einer Schicht zur Oberflächenbehandlung mit einer beschichteten Schicht bereit, welche eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht, eine farbige Chromatfilmschicht und eine Silikatbeschichtungsschicht umfassen kann. Die Schicht zur Oberflächenbehandlung kann einen Aufbau aus einer Zinn-Zink-beschichteten Schicht, einer farbigen Chromatfilmschicht und einer Silikatbeschichtungsschicht aufweisen, die nacheinander auf die Oberfläche des Erdungsbolzens aufgebracht werden wie in gezeigt.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Zinn-Zink-beschichtete Schicht durch Galvanisieren mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung ausgebildet werden, ohne jedoch auf dieses Beschichtungsverfahren beschränkt zu sein. Die Zinn-Zink-beschichtete Schicht kann elektrische Leitfähigkeit verleihen und kann eine Stärke von ungefähr 8 bis 12 μm haben. Wenn die Stärke der beschichteten Schicht weniger als ungefähr 8 μm beträgt, kann Korrosionsbeständigkeit nicht erzielt werden. Wenn die Stärke der beschichteten Schicht größer als ungefähr 12 μm ist, kann die Produktivität abnehmen, die Herstellungskosten können aufgrund der übermäßigen Stärke der beschichteten Schicht steigen und die Hafteigenschaften können unzureichend sein. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die farbige Chromatfilmschicht die Zinn-Zink-beschichtete Schicht mit Rostschutzeigenschaft ausstatten. Außerdem kann die farbige Chromatfilmschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. Darüber hinaus kann die Silikatbeschichtungsschicht die elektrische Leitfähigkeit erhalten und die Rostschutzeigenschaft verbessern. Die Silikatbeschichtungsschicht kann eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. Außerdem kann Silikat, das durch Kombination von Siliziumdioxid (SiO₂) mit einem oder mehreren Metall(en) erzeugt wurde, ohne irgendwelche Einschränkungen verwendet werden. Insbesondere kann, im Gegensatz zur herkömmlichen Oberflächenbehandlung eines Erdungsbolzens, die keine Nachbehandlung mit einem Silikat vorsieht, die vorliegende Erfindung eine Nachbehandlung mit Silikat anwenden, um die elektrische Leitfähigkeit weiter zu verbessern. Insbesondere kann der Silikatverbundstoff ungefähr 5 bis 10 Gew.-% Siliziumdioxid enthalten, bei einer Konzentration von ungefähr 30 bis 40%, basierend auf dem Wassergehalt, bei Abwägung steigender Herstellungskosten gegenüber den erzielten Effekten.
zeigt einen beispielhaften Graphen für elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Herstellungskosten entsprechend verschiedenen Konzentrationen der verdünnten Silikatlösung für die Nachbehandlung zum Ausbilden einer Silikatbeschichtungsschicht. In kann die elektrische Leitfähigkeit geringfügig verändert sein von ungefähr 0,1 bis 0,16 mV/A, unabhängig von der Veränderung der Konzentration des Silikatverbundstoffes. Im Gegensatz hierzu kann die Korrosionsbeständigkeit schrittweise zunehmen, da die höhere Konzentration des Silikatverbundstoffes die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessern kann. Zieht man jedoch die steigenden Herstellungskosten in Betracht, kann der optimierte Konzentrationsbereich der Silikatlösung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform im Bereich von ungefähr 30 bis ungefähr 40% bezogen auf den Wassergehalt liegen.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Erdungsbolzens bereit, das umfassen kann: (i) Beschichten eines Erdungsbolzens mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung, um eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht auszubilden; (ii) Ausbilden eines Films auf der Zinn-Zink-beschichteten Schicht unter Verwendung einer chromsäure- oder dichromathaltigen Lösung, um eine farbige Chromatfilmschicht auszubilden; und (iii) Aufbringen einer Silikatlösung auf die farbige Chromatfilmschicht, um eine Silikatbeschichtungsschicht auszubilden.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann Schritt (i) sein, eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht durch Beschichten eines Erdungsbolzens mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung auszubilden. Die Ausbildung der Zinn-Zink-beschichteten Schicht kann einen Vorteil gegenüber der herkömmlichen Zink-Nickel-beschichteten Schicht haben, d. h. gute elektrische Leitfähigkeit. Darüber hinaus kann die Beschichtung dadurch erfolgen, dass der Erdungsbolzen etwa 80 Minuten lang mit einer Stromdichte von ungefähr 0,5 bis 0,6 A/dm² und bei ungefähr 25°C behandelt wird, um die Zinn-Zink-beschichtete Schicht mit einer Stärke von ungefähr 8 bis 12 μm auszubilden. In bestimmten beispielhaften Ausführungsformen können die Beschichtungsbedingungen basierend auf der Prozedurbedingung variiert werden. Wenn die Stärke der Zinn-Zink-beschichteten Schicht weniger als ungefähr 8 μm beträgt, kann Korrosionsbeständigkeit nicht erzielt werden. Wenn die Stärke der Zinn-Zink-beschichteten Schicht größer als ungefähr 12 μm ist, kann die Produktivität abnehmen, die Herstellungskosten können aufgrund einer übermäßigen Stärke der Zinn-Zink-beschichteten Schicht steigen und die Hafteigenschaften können unzureichend sein.
In anderen beispielhaften Ausführungsformen kann Schritt (ii) umfassen, eine farbige Chromatfilmschicht auf der Zinn-Zink-beschichteten Schicht durch Ausbilden eines Films auf der Zinn-Zink-beschichteten Schicht unter Verwendung einer Lösung, deren Hauptbestandteil Chromsäure oder Dichromat ist, auszubilden. Die Ausbildung der farbigen Chromatfilmschicht kann die Rostschutzeigenschaft der Zinn-Zink-beschichteten Schicht verbessern. Darüber hinaus kann die Behandlung des Erdungsbolzens von Schritt (ii) bei ungefähr 40°C für ungefähr 1 Minute durchgeführt werden, um die farbige Chromatfilmschicht auszubilden. Ferner kann die farbige Chromatfilmschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. Insbesondere kann die Bedingung zum Ausbilden der farbigen Chromatfilmschicht basierend auf der Prozedurbedingung variiert werden.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann Schritt (iii) umfassen, eine Silikatbeschichtungsschicht durch Aufbringen einer Silikatlösung auf die farbige Chromatfilmschicht auszubilden. Insbesondere kann die farbige Chromatfilmschicht für ungefähr 30 Sekunden bei ungefähr 25°C mit der Silikatlösung behandelt werden, um die Silikatbeschichtungsschicht auszubilden. Darüber hinaus kann die Silikatbeschichtungsschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger haben. Insbesondere kann die Bedingung zum Ausbilden der Silikatbeschichtungsschicht basierend auf der Prozedurbedingung variiert werden.
In noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die hergestellte Schicht zur Oberflächenbehandlung einen Aufbau aus der Zinn-Zink-beschichteten Schicht, der farbigen Chromatfilmschicht und der Silikatbeschichtungsschicht aufweisen, die von der Oberfläche des aus Eisen gefertigten Erdungsbolzens ausgehend nacheinander aufgebracht werden. Daher kann die vorliegende Erfindung einen Erdungsbolzen bereitstellen, der elektrische/elektronische Komponenten der Fahrzeuge vor elektromagnetischem Schock schützen und Rauschen unterdrücken kann, dank verbesserter Korrosionsbeständigkeit, Rostschutzeigenschaft und elektrischer Leitfähigkeit der Schicht zur Oberflächenbehandlung, im Gegensatz zu herkömmlichen Erdungsbolzen, die eine zinkbeschichtete Schicht und eine schwarze Chromatschicht aufweisen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, sollen diese jedoch nicht einschränken.
Beispiel 1
Ein Erdungsbolzen wurde ungefähr 80 Minuten mit einer Zinn-Zink-Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung unter Bedingungen mit einer Stromdichte von ungefähr 0,5 bis 0,6 A/dm² und einer Temperatur von ungefähr 25°C behandelt, um eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht mit einer Stärke von ungefähr 8 μm auszubilden. Anschließend wurde der Erdungsbolzen für ungefähr 1 Minute mit einer Lösung, deren Hauptbestandteil Chromsäure oder Dichromat ist, bei ungefähr 40°C behandelt, um eine farbige Chromatfilmschicht mit einer Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger auszubilden. Danach wurde die farbige Chromatfilmschicht des Erdungsbolzens für ungefähr 30 Sekunden mit Silikatlösung bei ungefähr 25°C behandelt, um eine Silikatbeschichtungsschicht mit einer Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger auszubilden. Als Ergebnis wurde der Erdungsbolzen mit einer Schicht zur Oberflächenbehandlung aus der Zinn-Zink-beschichteten Schicht, der farbigen Chromatfilmschicht und der Silikatbeschichtungsschicht gefertigt.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Erdungsbolzen wurde für ungefähr 80 Minuten mit einer Zink-Nickel-Beschichtungslösung unter Bedingungen mit einer Stromdichte von ungefähr 0,5 bis 0,6 A/dm² und einer Temperatur von ungefähr 25°C behandelt, um eine Zink-Nickel-beschichtete Schicht mit einer Stärke von ungefähr 8 μm auszubilden, woran sich eine Behandlung mit schwarzem Chromat anschloss. Als Ergebnis wurde ein Erdungsbolzen mit der Zink-Nickel-beschichteten Schicht und der schwarzen Chromatschicht gefertigt.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Erdungsbolzen wurde ungefähr 80 Minuten mit einer Zinn-Zink-Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung unter Bedingungen mit einer Stromdichte von ungefähr 0,5 bis 0,6 A/dm² und einer Temperatur von ungefähr 25°C behandelt, um eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht mit einer Stärke von ungefähr 8 μm auszubilden. Anschließend wurde der Erdungsbolzen für ungefähr 1 Minute mit einer Lösung, deren Hauptbestandteil Chromsäure oder Dichromat ist, bei ungefähr 40°C behandelt, um eine farbige Chromatfilmschicht mit einer Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger auszubilden. Als Ergebnis wurde der Erdungsbolzen mit einer Schicht zur Oberflächenbehandlung aus der Zinn-Zink-beschichteten Schicht und der farbigen Chromatfilmschicht gefertigt.
Die Erdungsbolzen, an denen die Schicht zur Oberflächenbehandlung gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispielen 1–2 ausgebildet wurde, wurden einer Messung der elektrischen Leitfähigkeit und der Rostschutzeigenschaft gemäß den folgenden Verfahren unterzogen.
Prüfbeispiel 1: Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit
Wie in gezeigt wurde die Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit mittels galvanischer Beschichtung eines Stahlblechs (z. B. rückseitige Schweißmuttern) durchgeführt, wobei das Stahlblech befestigt wurde, indem der zu messende Erdungsbolzen zusammen mit einem Anschluss eingesetzt wurde, mithilfe eines im Wesentlichen konstanten Stromkreises etwa 1 V an den Anschluss angelegt wurde und ein davon erzeugter Widerstandswert gemessen wurde. Diese Prüfung wurde ungefähr 8 Mal vorbereitet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben und auch durch einen Graphen in dargestellt. [Tabelle 1]
In Tabelle 1 und betrug der durchschnittliche Widerstand von Beispiel 1 ungefähr 0,13 mΩ (mV/A), während der durchschnittliche Widerstand von Vergleichsbeispiel 1 ungefähr 1,53 mΩ (mV/A) betrug. Demzufolge kann die elektrische Leitfähigkeit des Erdungsbolzens gemäß der vorliegenden Erfindung erheblich verbessert werden, um ungefähr das Zwölffache oder mehr.
Prüfbeispiel 2: Prüfung der Rostschutzeigenschaft (ein Prüfstück)

(1) Salzsprühversuch (Salt Spray Test, SST): Die Korrosionsbeständigkeit von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurde gemäß einem Standardverfahren KS D9502 (ISO 9227, ASTM B117, JIS 22371) gemessen, und die Ergebnisse sind in dargestellt.
Anhand der Ergebnisse in wurden, wenn der Erdungsbolzen von Beispiel 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Silikatverbundstoff beschichtet sein kann, die Kriterien für die Bildung von 5% Weißrost, was ungefähr 72 Stunden entspricht, erfüllt. Darüber hinaus wurden weitere Kriterien für die Bildung von Rotrost, was ungefähr 800 Stunden entspricht, für Beispiel 1 ebenfalls erfüllt.
(2) Zyklische Korrosionsprüfung (Cyclic Corrosion Test, CCT): Die Korrosionsbeständigkeit von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurde nach Durchführung von 10 Zyklen, 20 Zyklen, 40 Zyklen, 50 Zyklen und 80 Zyklen von Salzsprühen, Trocknen bei hohen Temperaturen, Befeuchten und Trocknen bei niedrigen Temperaturen gemessen, und die Ergebnisse sind in dargestellt.

Anhand der Ergebnisse in Tabelle 1, und kann der Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung, die durch das Verfahren zur Oberflächenbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wurde, eine ungefähr zwölffach größere elektrische Leitfähigkeit aufweisen als die herkömmlichen Erdungsbolzen mit einer Zink-Nickel-beschichteten Schicht. Darüber hinaus kann der Erdungsbolzen gemäß der vorliegenden Erfindung dieselbe oder eine im Wesentlichen ähnliche Korrosionsbeständigkeit aufweisen wie herkömmliche, nach einem herkömmlichen Verfahren zur Oberflächenbehandlung gefertigte Erdungsbolzen. Somit kann der Erdungsbolzen gemäß der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Rostschutzeigenschaft und Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen davon ausführlich beschrieben worden. Für Fachleute auf diesem Gebiet der Technik ist jedoch einzusehen, dass Veränderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und vom Wesen der Erfindung abzuweichen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Patentansprüche und deren Entsprechungen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 9227 [0040]
ASTM B117 [0040]
JIS 22371 [0040]

Claims

Erdungsbolzen mit einer Schicht zur Oberflächenbehandlung mit einer beschichteten Schicht, umfassend: eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht; eine farbige Chromatfilmschicht; und eine Silikatbeschichtungsschicht.
Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 1, wobei die Schicht zur Oberflächenbehandlung einen Aufbau aus einer Zinn-Zink-beschichteten Schicht, einer farbigen Chromatfilmschicht und einer Silikatbeschichtungsschicht aufweist, die von der Oberfläche des Erdungsbolzens ausgehend nacheinander aufgebracht werden.
Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 1, wobei die Zinn-Zink-beschichtete Schicht durch Beschichten mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung ausgebildet wird.
Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 1, wobei die Zinn-Zink-beschichtete Schicht eine Stärke von ungefähr 8 bis 12 μm hat.
Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 1, wobei die farbige Chromatfilmschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger hat.
Erdungsbolzen mit der Schicht zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 1, wobei die Silikatbeschichtungsschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger hat.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Erdungsbolzens, umfassend: Beschichten eines Erdungsbolzens mit einer Beschichtungslösung mit einem Zinngehalt von ungefähr 70 Gew.-% oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Zinn-Zink-Beschichtungslösung, um eine Zinn-Zink-beschichtete Schicht auszubilden; Ausbilden eines Films auf der Zinn-Zink-beschichteten Schicht unter Verwendung einer chromsäure- oder dichromathaltigen Lösung, um eine farbige Chromatfilmschicht auszubilden; und Aufbringen einer Silikatlösung auf die farbige Chromatfilmschicht, um dadurch eine Silikatbeschichtungsschicht auszubilden.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 7, wobei die Zinn-Zink-beschichtete Schicht eine Stärke von ungefähr 8 bis 12 μm hat.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 7, wobei die farbige Chromatfilmschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger hat.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung gemäß Anspruch 7, wobei die Silikatbeschichtungsschicht eine Stärke von ungefähr 1 μm oder weniger hat.