ITMI940150A1

ITMI940150A1 - Lamiera metallica trattata con cromato avente elevata resistenza alla corrosione con scorrevolezza e conducibilita' elettrica migliorate

Info

Publication number: ITMI940150A1
Application number: IT000150A
Authority: IT
Inventors: Masaki Mabuchi; Junichi Mano; Youzou Ogawa; Keizou Okuno; Nobuo Totsuka
Original assignee: Kawasaki Steel Co
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-07-31
Also published as: SE508841C2; KR100275592B1; FR2708625A1; GB2280453B; SE9400218D0; GB9401504D0; DE4402587C2; SE9400218L; GB2280453A; US5700561A; ATA15694A; AT401388B; KR950003475A; ITMI940150A0; CA2113968A1; DE4402587A1; IT1269493B; FR2708625B1; CA2113968C; BE1009246A5

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"LAMIERA METALLICA TRATTATA CON CROMATO AVENTE ELEVATA RESISTENZA ALLA CORROSIONE CON SCORREVOLEZZA E CONDUCIBILITÀ' ELETTRICA MI-GLIORATE

L'invenzione riguarda lamiere metalliche trattate con cromato che sono adatte per l'uso allo stato nudo, come parti di apparecchi elettrici per uso domestico, quali telai di apparecchiature audio o video.

Le lamiere di acciaio galvanizzate convenzionali vengono generalmente trattate con cromato al fine di proteggerle dalla ruggine. Tuttavia, nella prima fase del loro sviluppo, il livello di qualità delle lamiere di acciaio galvanizzate era tale che esse soddisfacevano appena l'esigenza di prevenzione temporanea della ruggine nel periodo intercorrente fra la consegna da parte del produttore di lamiere e l'uso da parte del fabbricante di apparecchi elettrici per uso domestico (ad esempio, le lamiere generavano ruggine entro 24-48 ore nella prova di spruzzamento di sale secondo JIS Z 2371). Perciò, per l'uso pratico, tali lamiere di acciaio galvanizzate venivano generalmente rivestite con vernici antiruggine dopo essere state lavorate nella forma voluta e non erano in grado di resistere all'uso allo stato nudo senza rivestimento con vernici antiruggine.

In tale situazione, al fine di produrre pellicole di cromato che postessero essere usate allo stato nudo, si sono sviluppate varie tecniche, come ad esempio l'incorporazione di additivi quale silice colloidale nella pellicola di cromato, o la formazione di una pellicola a base di resina organica sulla pellicola di cromato. E' così recentemente diventato pratica comune l'uso di pellicole di cromato allo stato nudo, senza rivestimento di vernice.

Nel processo di produzione di apparecchi elettrici per uso domestico, apparecchiature per automazione dell'ufficio, parti di autoveicoli, e simili, vi sono molte situazioni in cui è necessario formare alla pressa varie lamiere metalliche fra cui lamiere d'acciaio, lamiere d'acciaio placcate di zinco o di leghe a base di zinco e lamiere di alluminio o di lega di alluminio.

Nella maggior parte dei casi, tali lamiere metalliche sono formate alla pressa essendo ricoperte di olio lubrificante, ma questa tecnica soffre dei seguenti problemi:

(1) essendo applicato in molti casi a spruzzo, l'olio lubrificante si disperde tutto attorno deteriorando l'ambiente di lavoro; e (2) l'olio lubrificante deve essere asportato dopo formatura alla pressa e in tale fase di sgrassaggio si usa un solvente (Freon, 1,1,1-tricloroetano, ecc.) o un detergente alcalino, ma ciò rende necessaria l'applicazione di procedimenti antiinquinamento i quali, oltre a comportare costi più elevati, deteriorano l'ambiente di lavoro.

Così, al fine di mantenere un ambiente pulito eliminando la fase di sgrassaggio, è cresciuta la richiesta di sviluppare lamiere metalliche che possano essere formate alla pressa in forme predeterminate senza l’applicazione di oli lubrificanti e che possano essere quindi usate senza adottare la fase di sgrassaggio. Vi sono state finora varie proposte riguardo alle lamiere di acciaio con rivestimento composito nelle quali la pellicola di cromato è ricoperta con una resina organica che contiene un lubrificante solido. Esempi tipici di tali proposte sono descritti qui di seguito .

La domanda di brevetto giapponese (kokai) N” Sho 60-103185 descrive una lamiera di acciaio a doppio strato che ha normalmente uno strato di cromato come primo strato, ed il secondo strato costituito da uno strato di resina epossidica modificata con uretano contenente una composizione di fosfato di alluminio, acido cromico, pigmento antiruggine, cera poliolefinica, MoS2, resina siliconìca, ecc.

La domanda di brevetto giapponese (kokai) N° Sho 61-227178 descrive una lamiera d'acciaio trattata in superficie che ha uno strato di cromato come primo strato ed in cui il secondo strato è composto di uno strato di resina acrilica contenente un lubrificante solido.

La domanda di brevetto giapponese (kokai) N° Sho 61-227179 descrive una lamiera d'acciaio trattata in superfìcie che ha uno strato di cromato come primo strato ed in cui il secondo strato è composto da uno strato di resina acrilica contenente un cromato, sol di silice, una miscela di un lubrificante solido e di un olio lubrificante, un agente di accoppiamento a base di silano e/o titanato ed un pigmento colorato.

La domanda di brevetto giapponese (kokai) N° Hei 1-110140 descrive una lamiera d'acciaio con rivestimento composito che ha uno strato di cromato come primo strato ed in cui il secondo strato è composto di uno strato di resina acrilica contenente da 5 a 40% di silice colloidale, un lubrificante solido che è trattato in superficie con un agente di accoppiamento al titanato ed una resina epossidica.

Le tecniche suesposte avevano tuttavia il serio difetto che gli strati di resina formati sui substrati di metallo ne deteriorano la conducibilità elettrica.

Al fine di migliorare la conducibilità elettrica, la domanda di brevetto giapponese (kokai) N° Sho 63-83172 proponeva la tecnica di incorporare nello strato di resina particelle conduttrici. Tuttavia, col recente progresso nelle apparecchiature di trattamento dell'informazione, i requisiti riguardo a conducibilità e possibilità di messa a terra di superfici metalliche sono diventate severe ad un livello tale da non poter essere più soddisfatte dalle tecniche suaccennate.

Si richiede che il telaio di elaboratori ed altre parti di apparecchiature che devono essere schermate da onde elettromagnetiche abbiano conducibilità equivalente a resistività elettriche superficiali di non più di 1 Ω per impedire inconvenienti quali la fuoriuscita di onde elettromagnetiche ad alta frequenza o generazione di disturbo per induzione elettromagnetica.

Il principale difetto delle tecniche descritte sopra deriva dal fatto che lo strato di resina è formato uniformemente sullo strato di cromato per migliorarne la lavorabilità. Le resine hanno normalmente resistività di volume molto elevate, dell'ordine di 10<">^ CJ.cm, ed anche se sono applicate come pellicole molto sottili di circa 1 μηη, sono presenti sulle superiici delle lamiere metalliche come strati aventi una resistenza interstrati di almeno 10^ Ω e ciò costituiva un fattore che deteriorava la conducibilità e la possibilità di messa a terra del prodotto finale.

Inoltre, il tentativo di conferire migliore conducibilità, aggiungendo agli strati di resina particelle conduttive, soffriva dei seguenti problemi principali: primo, per ottenere conducibilità sufficiente a soddisfare i livelli richiesti in anni recenti, si deve aggiungere una grande quantità di particelle conduttrici, ma allora si deteriorano il rendimento operativo di applicazione di resina e le caratteristiche della resina da applicare; secondo, il contatto fra particelle conduttrici ed il substrato di metallo provoca cosiddetta "corrosione galvanica" (corrosione dovuta al contatto" di metalli differenti), deteriorando così la resistenza a corrosione del metallo.

La presente invenzione è stata realizzata in queste condizioni ed ha lo scopo di fornire una lamiera di metallo trattata con cromato che abbia scorrevolezza sufficiente per sopportare la formatura alla pressa in assenza di rivestimenti di olio lubrificante, che abbia conducibilità elettrica sufficiente per non presentare problemi quanto a saldabilità per punti e possibilità di messa a terra e che abbia resistenza alla corrosione sufficientemente elevata per resistere all'uso allo stato nudo.

In base al primo aspetto della presente invenzione, si fornisce una lamiera metallica trattata con cromato avente elevata resistenza alla corrosione con scorrevolezza e conducibilità elettrica migliorate. La lamiera del primo aspetto della presente invenzione ha uno strato di cromato su almeno una superficie di un substrato metallico o di un substrato metallico placcato ed è caratterizzata da ciò che lo strato di cromato ha un deposito di cromo di 10-200 mg/m per superficie in termini di Cr metallico, che lo strato di cromato contiene silice in quantità di 0.1-6,0 in termini di rapporto in peso tra Si02 e Cr e che lo strato di cromato contiene almeno un elemento scelto nel gruppo di particelle lubrificanti consistente di grafite, M0S2, BN, stearato di calcio ed una sostanza organica lubrificante in una quantità di 0,1-100 in termini di rapporto in peso fra particelle lubrificanti e Cr.

In base al secondo aspetto della presente invenzione, si fornisce", in una lamiera metallica trattata con cromato avente elevata resistenza alla corrosione con scorrevolezza e conducibiità elettrica migliorate ed avente uno strato di cromato su almeno una superficie di un substrato metallico o di un metallo placcato, il perfezionamento secondo cui lo strato di cromato ha un deposito di cromo di 10-200 mg/m per superficie in termini di Cr metallico ed in cui lo strato di cromato contiene silice in quantità di 0,1-6,0 in termini di rapporto in peso fra Si02 e Cr, così come particelle distribuite aventi uno strato superficiale capace di azione tensioattiva non ionica su almeno un tipo di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di grafite, MoS2, BN, stearato di calcio ed una sostanza lubrificante organica in una quantità di 0,1-100 in termini di rapporto in peso tra particelle lubrificanti e Cr, l%-70% in peso di dette particelle dotate di scorrevolezza è costituito dallo strato superficiale capace di azione tensioattiva superficiale non ionica.

In una forma di realizzazione preferita, la sostanza lubrificante organica è almeno un elemento di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di cere naturali, cere poliolefiniche, cere poliolefiniche modificate e fluorocarboni.

In ancora un'altra forma di realizzazione preferita, detto strato di cromato è tale che il cromo in esso contenuto sia composto principalmente di Cr trivalente ed il Cr che è insolubile in soluzione acquosa alcalina sia contenuto in una quantità di almeno 70% in peso del contenuto totale di Cr. Si preferisce inoltre che la copertura della superficie del substrato di metallo con dette particelle lubrificanti o dette particelle a cui si è conferita scorrevolezza sia non più di 50%.

In un'altra forma di realizzazione, il substrato di metallo o il substrato di metallo placcato è scelto vantaggiosamente fra lamiere d'acciaio, lamiere d'acciaio elettrogalvanizzate, lamiere d'acciaio galvanizzate per immersione a caldo, lamiere d'acciaio placcate con alluminio o lega di alluminio, lamiere di alluminio e lamiere di lega di alluminio.

Si descrive qui di seguito la presente invenzione in dettaglio.

La lamiera metallica trattata con cromato del primo aspetto della presente invenzione ha uno strato di cromato su almeno una superficie di un substrato metallico o di un substrato metallico placcato ed ha elevata resistenza alla corrosione con scorrevolezza e conducibilità elettrica migliorate. Lo strato di cromato in questa lamiera metallica trattata con cromato ha un deposito di cromo di 10-200 mg/m per superficie in termini di cr metallico; questo strato di cromato contiene silice in quantità di 0.1-6,0 in termini di rapporto in peso tra SiC>2 e Cr; lo strato di cromato contiene inoltre almeno uno o più tipi di particelle lubrificanti scelte nel gruppo consistente di grafite, MoS2, BN, stearato di calcio ed una sostanza organica lubrificante in una quantità di 0,1-100 in termini di rapporto in peso fra particelle lubrificanti e Cr.

La lamiera metallica trattata con cromato del secondo aspetto della presente invenzione ha uno strato di cromato su almeno una superficie di un substrato metallico o di un substrato metallico placcato, in cui lo strato di cromato ha un deposito di cromo di 10-200 mg/m per superficie in termini di Cr metallico ed inoltre lo strato di cromato contiene silice in quantità di 0,1-6,0 in termini di rapporto in peso fra Si02 e Cr, così come particelle distribuite aventi uno strato superficiale capace di azione tensioattiva non ionica su almeno un tipo di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di grafite, MoS2 BN, stearato di calcio ed una sostanza lubrificante organica in una quantità di 0,1-100 in termini di rapporto in peso tra particelle lubrificanti e Cr, l%-70% in peso di dette particelle dotate di scorrevolezza è costituito dallo strato superficiale capace di azione tensioattiva non ionica.

Il substrato metallico o il substrato metallico placcato che devono essere trattati con cromato nella presente invenzione sono scelti fra lamiere d'acciaio, lamiere d'acciaio elettrogalvanizzate, lamiere d'acciaio galvanizzate per immersione a caldo, lamiere d'acciaio placcate con alluminio o lega di alluminio, lamiere di alluminio e lamiere di lega di alluminio.

Nella presente invenzione, questi substrati metallici o substrati metallici placcati vengono rivestiti con una soluzione di cromatazione contenente silice e particelle lubrificanti o particelle a cui si è conferita scorrevolezza mediante un applicatore quale una spalmatrice a barre o una spalmatrice a cilindri e vengono quindi essiccati a circa 80°-300°C formando uno strato di cromato, assicurando così resistenza alla corrosione, conducibilità ed ogni altra proprietà necessaria.

Così, nella presente invenzione, non si applica ai substrati alcuna resina inorganica deleteria per la conducibilità e ciò assicura di conferire agevolmente conducibilità soddisfacente con silice e particelle lubrificanti o particelle a cui si è conferita scorrevolezza, se usate nei campi appropriati. La lamiera metallica trattata con cromato della presente invenzione è perciò anche applicabile laddove si richieda non solo buona saldabilità a punti, ma anche messa a terra efficace.

Se lo strato di cromato formato nella presente invenzione ha un deposito di cromo minore di 10 mg/m per superficie in termini di Cr metallico, ci si può attendere elevate proprietà di resistenza alla corrosione nella lamiera formata alla pressa. D'altra parte, se il deposito di Cr supera i 200 mg/m =per superficie in termini di Cr metallico, lo spessore dello strato di cromato diventa così grande da fare aumentare la possibilità di separazione della pellicola dal substrato nel corso della formatura alla pressa e si ha un'elevata probabilità che si verifichi stiramento del pezzo formato. Per tali motivi si prescrive che il deposito di cromo sia nel campo 10-200 mg/m per superficie in termini di Cr metallico.

Se il cromo che è insolubile in alcali è contenuto nello strato di cromato in una quantità minore del 70% in peso del totale contenuto di Cr, il cromo può scioglieri durante la verniciatura o altre fasi provocando problemi. Perciò si preferisce che il cromo insolubile in soluzione acquosa di alcali sia contenuto in una quantità di almeno 70% del totale contenuto di Cr.

Nella presente invenzione, è desiderabile effettuare cromatazione su entrambe le superfici del substrato,metallico ma, se ciò non è pratico, può essere trattata con cromato solo una superficie del substrato.

La soluzione di cromatazione da usare nella presente invenzione contiene anidride cromica, acido bicromico, cromati, ecc. come sorgente di cromo e silice e particelle lubrificanti sono aggiunte in.associazione alla sorgente di Cr. La soluzione di cromatazione può essere una soluzione acquosa di acido cromico parzialmente ridotto. La soluzione di cromatazione può contenere altri componenti quale acido fosforico.

Silice viene aggiunta principalmente allo scopo di assicurare resistenza alla corrosione, se viene aggiunta in una quantità minore di 0,1 in termini del rapporto in peso fra Si02 e Cr, non si ottiene la resistenza alla corrosione necessaria. Se il rapporto in peso tra SiO2 e Cr supera 0,6, può risultare danneggiata la conducibilità. Quindi, è prescritto che il rapporto in peso fra Si02 e Cr sia nel campo da 0,1 a 6,0.

La silice da usare nella presente invenzione può essere silice acquosa (silice colloidale o silice dispersa in acqua) o silice in fase vapore derivata da decomposizione termica in fase vapore di composto organosilicico e la dimensione delle particelle di detta silice è desiderabile non sia maggiore di 100 μπι.

Le particelle lubrificanti vengono aggiunte per assicurare la scorrevolezza della lamiera metallica. Le particelle lubrificanti sono di almeno un tipo che è scelto fra grafite, MoS2, BN, stearato di calcio ed una sostanza lubrificante organica; volendo, si possono usare miscelate particelle lubrificanti di due o più tipi. Se la dimensione media delle particelle lubrificanti supera i 20 μτη, aumenta la probabilità che tali particelle provochino il distacco della pellicola di cromato e, durante la successiva lavorazione, dette particelle si accumuleranno sulle superiici interne del pezzo formato ed è molto probabile il verificarsi di stiramento di questo in presenza di tali particelle o scaglie depositate della pellicola di cromato. Le particelle lubrificanti sono quindi preferibilmente grani fini aventi dimensione media di particella non maggiore di 20 pm. Il termine "dimensione media di particella" come usato qui significa diametro medio di Stokes misurato con un metodo ottico.

La sostanza lubrificante organica può essere uno o più tipi di particelle lubrificanti scelte fra cere naturali, cere poliolefiniche, cere poliolefiniche modificate e fluorocarboni.

Come particelle lubrificanti usate nella presente invenzione si usano preferibilmente, in considerazione delle proprietà di formatura alla pressa, cere poliolefiniche {fra cui cera polietilenica), cere poliolefiniche ossidate {fra cui cera polietilenica ossidata), cere poliolefiniche modificate con alogeno o acido (fra cui cera polietilenica modificata) e fluorocarboni quale politetrafluorocarbonio.

Le proprietà lubrificanti non sono in alcun modo efficaci nel dar luogo a scorrevolezza migliorata se vengono aggiunte in quantità minori di 0,1 in termini del rapporto in peso fra particelle lubrificanti e Cr. Se la quantità è maggiore di 100, si deteriora l'adesione della pellicola di.cromato e, durante la successiva pressatura, può verificarsi stiramento del pezzo formato. Perciò la quantità di particelle lubrificanti aggiunte è limitata al campo da 0,1 a 100 in termini del rapporto in peso fra particelle lubrificanti e Cr.

La stabilità a lungo termine della soluzione di cromatazione è anche un fattore tecnico importante nella produzione di lamiere metalliche trattate con cromato. Se la stessa soluzione deve essere usata per un lungo periodo, invece delle particelle lubrificanti, si usano preferibilmente le particelle a cui si è conferita scorrevolezza aventi uno strato superficiale capace di azione tensioattiva non ionica sulle particelle lubrificanti.

Particelle lubrificanti possono essere disperse in soluzione acquosa utilizzando la repulsione elettrica fra particelle cariche o l'effetto di impedimento sferico non ionico. Tuttavia la soluzione di cromatazione ha generalmente un'elevata concentrazione di elettroliti e, se viene trattata col metodo citato per primo di utilizzare la forza di repulsione elettrica, particelle che si respingono tenderanno ad attrarre ioni verso la neutralizzazione di cariche superficiali e la forza di repulsione fra di esse diminuisce, provocando infine l'agglomerazione delle particelle. Le particelle che si agglomerano si separeranno per precipitazione o galleggiamento sulla superficie della soluzione di cromatazione, provocando graduale perdita della funzione di conferimento di scorrevolezza della soluzione di cromatazione contenente le particelle lubrificanti.

In considerazione di questo fatto, è desiderabile che sulle superfici delle particelle lubrificanti sia formato uno strato avente azione tensioattiva non ionica. Nella presente invenzione, particelle in cui lo strato avente azione tensioattiva non ionica è formato sulle particelle lubrificanti quali grafite, MoS2, BN, stearato di calcio, sostanza lubrificante organica, ecc. sono indicate come particelle a cui si è conferita scorrevolezza. Lo strato tensioattivo non ionico può essere formato facendo adsorbire tensioattivi nonionici o polimeri idrosolubili sulle superfici delle particelle lubrificanti.

Tensioattivi non ionici comprendono ad esempio: un tensioattivo di tipo alchilfenolo rappresentato da R-O-O-(CH2CH2O)H (R=c9H19 o C8H19; n=2-50; R è un gruppo alchile avente una catena lineare o una catena laterale semplice (C Η2χ+1, X-1-20); un tensioattivo di tipo a base di alcool superiore rappresentato da RO(R'0)n(R"0)mH (valore HLB=7-16; R è un gruppo alchile avente una catena lineare o una catena laterale semplice, R' ed R" sono un gruppo alchilene avente una catena lineare o una catena laterale semplice

tipo glicol polialchilenico rappresentato da RO(EO/PO)nH (R è un gruppo alchile avente una catena lineare o una catena laterale semplice; E=CH2CH2; P=CH2CH2CH2<- n=l-50). Polimeri idrosolubili comprendono ad esempio glicol polietilenico ed alcool polivinilico.

Se lo strato superficiale non ionico costituisce meno dell'l% in peso delle particelle a cui si è conferita scorrevolezza, la sua capacità di disperdere le particelle è cosi piccola che queste si agglomereranno e precipiteranno nella soluzione di cromatazione. Se menò del 30% in peso delle particelle a cui si è conferita scorrevolezza sono costituite del componente lubrificante (cioè particelle lubrificanti), daranno solo un piccolo contributo alla scorrevolezza. Perciò, si desidera che dal 30% a non più del 99% in peso delle particelle a cui si è conferita scorrevolezza siano occupate dalla sostanza lubrificante interna (cioè particelle lubrificanti) mentre, contemporaneamente, da 1% a meno di 70% in peso delle particelle a cui si è conferita scorrevolezza è occupato dallo strato superficiale avente azione tensioattiva non ionica.

Quanto già esposto varrà per il caso in cui le particelle a cui si è conferita scorrevolezza aventi lo strato superficiale con azione tensioattiva non ionica devono essere usate invece delle particelle lubrificanti, e queste particelle vengono aggiunte preferibilmente in quantità di 0,1-100 in termini del rapporto in peso fra particelle lubrificante e Cr, e le particelle a cui si è conferita,scorrevolezza hanno preferibilmente una dimensione media di particella di non più di 20 μπι.

La copertura della superficie della lamiera metallica con le particelle lubrificanti o le particelle a cui si è conferita scorrevolezza è preferibilmente non maggiore di 50%. Se la copertura supera il 50%, possono sorgere problemi,in aspetti quali conducibilità elettrica.

Allo scopo di illustrare ulteriormente la presente invenzione, si forniscono i seguenti esempi, che non vanno però considerati in alcun modo limitativi.

Si usarono tre tipi di campioni: lamiere d'acciaio laminate a freddo (SPCC) con spessore di 1 mm; lamiere metalliche elettrogalvanizzate {SECO con un deposito di Zn di 20 g/m su ciascuna superficie; e lamiere d'acciaio galvanizzate per immersione a caldo (SGCC) con un deposito di Zn di 60 g/m su ciascuna superficie.

La soluzione di cromatazione fu preparata da anidride cromica con aggiunta in quantità appropriata di silice in fase liquida avente dimensione media di particelle di 14 nm ("Snowtex O", nome commerciale di Nissan Chemical Industries, Ltd.) o silice in fase vapore con dimensione media di particelle di 7 nm (Nippon Aerosil Co., Ltd.). La soluzione di cromatazione fu sottoposta ad un grado adeguato di riduzione preliminare mediante trattamento con un agente riducente. Il cromo insolubile in soluzione acquosa di alcali era presente in quantità di 85-95% in peso del contenuto totale di Cr.

I tipi di particelle lubrificanti che furono usati sono identificati nelle Tabelle 1 e 2 con i simboli A-F, che hanno il seguente significato:

I tipi di tensioattivi non ionici che furono usati sono identificati nella Tabella 2 con i simboli W, X ed Y,.che hanno il seguente significato:

W, "Liponox NC-100", nome commerciale di Lion Corp. per un tensioattivo non ionico di tipo alchilfenolo;

X, "Leocol SC-90", nome commerciale di Lion Corp. per un tensioattivo non ionico di tipo alcool superiore;

Y, "PEG 1500", nome commerciale di Sanyo Chemical Industries, Ltd.

per glicol polietilenico.

Occorre tuttavia notare che questi non sono i soli esempi di tensioattivi non ionici che si possono usare nella presente invenzione.

I tipi di tensioattivi anionici e cationici che furono usati sono identificati in Tabella 2 con i simboli V e Z, che hanno il seguente significato:

V, sale con sodio di laurilsolfato (anionico) e

Z, cloruro di stearildimetilbenzilammonio (cationico).

Come emulsioni di cera aventi uno strato superficiale non ionico si.usarono i seguenti due tipi di cere:

a. "KUE 13", nome commerciale di Sanyo Chemical Industries, Ltd., cera naturale, cera con 29% di solidi;

b. "KUE-8", nome commerciale di Sanyo Chemical Industries, Ltd., cera polietilenica modificata, cera con 86% di solidi.

Come emulsione di cera avente uno strato superficiale anionico si usò il seguente tipo di cera:

c. "EMUSTAR-0001", nome commerciale di Nippon Seiro Co., Ltd. per cera sintetica.

Per preparare particelle con scorrevolezza conferita mediante adsorbimento di tensioattivi sulle particelle lubrificanti quali i suaccennati MoS2, BN e cera poliolefinica, si adottò il seguente metodo: dapprima si prepararono soluzioni acquose dei tensioattivi e, dopo aggiunta delle particelle lubrificanti, le soluzioni furono fatte maturare con agitazione. Successivamente, le soluzioni furono miscelate con la soluzione di cromatazione per ottenere le concentrazioni necessarie.

Le particelle lubrificanti A-F furono trattate in un mulino a palle per regolarne la dimensione al valore indicato nelle Tabelle 1 e 2.

Immediatamente dopo la miscelazione con le particelle lubrificanti o le particelle a cui si è conferita scorrevolezza, la soluzione di cromatazione preparata fu applicata ai tre tipi di lamiere di acciaio (SPCC, SECC e SGCC) con una spalmatrice a barre ed essiccata a 1S0°C. Le caratteristiche delle pellicole di cromato così formate sono mostrate in Tabella 1.

In un altro ciclo, la soluzione di cromatazione preparata fu immagazzinata con agitazione per una settimana e quindi applicata alle lamiere d'acciaio o alle lamiere di lega di alluminio con una spalmatrice a barre, con successiva essiccazione a 150°c. Le caratteristiche delle pellicole di cromato così formate sono mostrate in Tabella 2. Queste pellicole di cromato avevano un deposito di Cr di 50 mg/m per superficie in termini di Cr metallico ed il rapporto in peso di SiO^/Cr era 3,0.

(Formabilità alla pressa)

Si effettuò valutazione di formabilità alla pressa sulla base dei seguenti criteri.

Nel caso di lamiere d'acciaio e lamiere d'acciaio placcate, si verificò se pezzi grezzi aventi diametro di 73 mm potessero essere imbutiti con successo in una prova di imbutitura su cilindro (33 ιηιτιφ) senza applicazione di olio lubrificante e quanto scrostamento polverulento si verificasse.

X, Non potè essere imbutito;

Potè essere imbutito ma la quantità dì scrostamento polverulento sulla parete laterale fu maggiore di 0,5 g/m2;

0> Potè essere imbutito ma la quantità di scrostamento polverulento sulla parete laterale fu maggiore di 0,1 g/m ma non maggiore di 0,5 g/m ;

@, Potè essere imbutito e la quantità di scrostamento polverulento sulla parete laterale fu non maggiore di 0,1 g/m<2>.

Nel caso di lamiere d'alluminio e lamiere di lega d'alluminio, si verificò se pezzi grezzi aventi diametro di 66 mm potessero essere imbutiti con successo in una prova di imbutitura su cilindro (33 mmφ) senza applicazione di olio lubrificante e quanto scrostamento polverulento si verificasse.

X, Non potè essere imbutito;

Δ, Potè essere imbutito ma la quantità di scrostamento polverulento sulla parete laterale fu maggiore di 0,5 g/m<2>;

O, Potè essere imbutito ma la quantità di scrostamento polverulento sulla parete laterale fu maggiore di 0,1 g/m ma non maggiore di 0,5 g/m ;

®, Potè essere imbutito e la quantità di scrostamento polverulento sulla parete laterale fu non maggiore di 0,1 g/m .

(Conducibilità elettrica)

Per valutazione di conducibilità, si effettuarono misurazioni di resistività superficiale con "LORESTA MCP-tester", il nome commerciale di un misuratore di resistività superficiale prodotto da Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Si effettuarono dieci misurazioni e se ne prese la media come indice di valutazione.

X, 2 Ω O più.

(Resistenza a corrosione)

Per verifica di resistenza a corrosione, i campioni furono sottoposti a prova di spruzzamento di sale (JIS Z 2371); quelli che subirono 5% di arrugginimento in meno di 100 h furono classificati X e quelli che subirono arrugginimento 5% solo dopo 100 h furono classificati O .

(Proporzioni di componenti lubrificanti)

Le proporzioni di componenti lubrificanti nelle particelle a cui fu conferita scorrevolezza furono determinate in termini di proporzione in peso delle particelle lubrificanti aggiunte nel contenuto di solidi misurato dopo adsorbimento dei tensioattivi.

Per determinare la copertura della superficie di lamiera metallica con le particelle lubrificanti o particelle a cui si è conferita scorrevolezza, si effettuò esame di superficie (xlOOO) con microscopio elettronico a scansione (SEM) e si calcolò la media di 20 campi visuali scelti casualmente.

I risultati delle varie valutazioni effettuate sono mostrati nelle Tabelle 1 e 2.

Come si può vedere da tali tabelle, i campioni preparati secondo la presente invenzione presentavano tutti formabilità alla pressa (scorrevolezza), conducibilità elettrica e resistenza a corrosione soddisfacenti.

Invece, seconda la Tabella 1 che mostra i risultati di applicazione della soluzione di cromatazione subito dopo la preparazione del bagno, i campioni N° 1 e 28 non presentavano corrosione o lavorabilità soddisfacenti a causa di deposito di cromato insufficiente, mentre i campioni N° 2 e 29, avendo depositi di cromato eccessivi, subirono rottura dello strato di cromato durante la lavorazione, ciò che indica scarsa lavorabilità e, contemporaneamente, la loro conducibilità elettrica era scarsa.

I campioni N° 3 e 20 non presentavano resistenza a corrosione soddisfacente a causa di aggiunta di silice insufficiente.

I campioni N° 4 e 21 non avevano conducibilità elettrica soddisfacente a causa di contenuto di silice eccessivo.

I campioni N° 5 e 22 non avevano formabilità alla pressa soddisfacente a causa di aggiunta di particelle lubrificanti insufficiente.

I campioni N° 6 e 23 avevano scarsa conducibilità elettrica a causa della presenza eccessiva di particelle lubrificanti.

Quando la soluzione di cromatazione fu immagazzinata per 7 giorni (secondo la Tabella 2 che mostra i risultati dell'applicazione di soluzione di cromatazione 7 giorni dopo la preparazione del bagno), i campioni N° 34 e 56 che non usavano tensioattivi non furono in grado di impedire l'agglomerazione delle particelle lubrificanti e, di conseguenza, tali particelle non entrarono nella pellicola di cromato, con conseguente scarsa lavorabilità.

I campioni N° 35 e 57 contenevano quantità di tensioattivi non ionici insufficienti ad impedire l'agglomerazione di particelle a cui era stata conferita scorrevolezza e, di conseguenza, tali particelle non entrarono nella pellicola di cormato, con conseguente scarsa lavorabilità.

I campioni N° 36, 37, 38, 48 e 58 che usavano strati superficiali ionici non poterono impedire l'agglomerazione di particelle a cui era stata conferita scorrevolezza e, di conseguenza, tali perticelle non entrarono nella pellicola di cromato, con conseguente scarsa lavorabilità.

I campioni N° 39, 40, 49 e 50 avevano pure scarsa lavorabilità a causa di eccesso degli strati tensioattivi ed insufficienza delle particelle lubrificanti.

Secondo la presente invenzione, uno o più tipi di particelle lubrificanti scelti fra grafite, MoS2, BN, stearato di calcio ed una sostanza lubrificante organica, o uno o più tipi di queste particelle lubrificanti trattate con tensioattivi non ionici vengono aggiunti in quantità appropriate ad una pellicola di cromato contenente Si02 su substrati metallici e ciò consente la produzione di lamiere metalliche che possono essere formate alla pressa senza rivestimento di olio lubrificante, aventi elevata resistenza a corrosione ed una resistività superficiale di non più di 0,5 Ω.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) In una lamiera metallica trattata con cromato avente elevata resistenza alla corrosione con scorrevolezza e conducibilità elettrica migliorate e che ha uno strato di cromato su almeno una superficie di un substrato metallico o di un substrato metallico placcato, il perfezionamento per cui lo strato di cromato ha un deposito di cromo di 10-200 mg/m per superficie in termini di Cr metallico e per cui lo strato di cromato contiene silice in quantità di 0.1-6,0 in termini di rapporto in peso tra Si02 e Cr, così come almeno un tipo di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di grafite, MoS2, BN, stearato di calcio ed una sostanza organica lubrificante in una quantità di 0,1-100 in termini di rapporto in peso fra particelle lubrificanti e Cr.
2) Lamiera metallica trattata con cromato come in 1), in cui la sostanza lubrificante organica è almeno un tipo di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di cere naturali, cere poliolef iniche, cere poliolefiniche modificate e fluorocarboni.
3) Lamiera metallica trattata con cromato come in 1) o 2), in cui detto strato di cromato è tale che il cromo in esso contenuto sia composto principalmente di Cr trivalente ed il Cr che è insolubile in soluzione acquosa alcalina sia contenuto in una quantità di almeno 70% in peso del contenuto totale di Cr.
4) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 1) a 3), in cui la copertura della superficie del substrato di metallo con dette particelle lubrificanti è non più di 50%.
5) Lamiera metàllica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 1) a 4), in cui il substrato metallico è una lamiera d'acciaio.
6) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 1) a 4), in cui il substrato metallico placcato è una lamiera di acciaio elettrogalvanizzato o una lamiera di acciaio galvanizzato per immersione a caldo.
7) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 1) a 4), in cui il substrato metallico placcato è una lamiera di acciaio placcato con alluminio o lega di alluminio .
8) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 1) a 4), in cui il substrato metallico è una lamiera di alluminio o una lamiera di lega di alluminio.
9) In una lamiera metallica trattata con cromato avente elevata resistenza alla corrosione con scorrevolezza e conducibilità elettrica migliorate ed avente uno strato di cromato su almeno una superficie di un substrato metallico o di un metallo placcato, il perfezionamento in cui lo strato di cromato ha un deposito di cromo di 10-200 mg/m<2 >per superficie in termini di Cr metallico ed in cui lo strato di cromato contiene silice in quantità di 0,1-6,0 in termini di rapporto in peso fra Si02 e Cr, così come particelle distribuite aventi uno strato superficiale capace di azione tensioattiva non ionica su almeno un tipo di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di grafite, MoS2, BN, stearato di calcio ed una sostanza lubrificante organica in una quantità di 0,1-100 in termini di rapporto in peso tra particelle lubrificanti e Cr, l%-70% in peso di dette particelle dotate di scorrevolezza è costituito dallo strato superficiale capace di azione tensioattiva superficiale non ionica.
10) Lamiera metallica trattata con cromato come in 9), in cui la sostanza lubrificante organica è almeno un tipo di particelle lubrificanti scelte dal gruppo consistente di cere naturali, cere poliolefiniche, cere poliolefiniche modificate e fluorocarboni.
11) Lamiera metallica trattata con cromato come in 9) o 10), in cui detto strato di cromato è tale che il cromo in esso contenuto sia composto principalmente di Cr trivalente ed il Cr che è insolubile in soluzione acquosa alcalina sia contenuto in una quantità di almeno 70% in peso del contenuto totale di Cr.
12) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 9) a 11), in cui la copertura della superficie del substrato di metallo con dette particelle lubrificanti è non più di 50%.
13) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 9) a 12), in cui il substrato metallico è una lamiera d'acciaio.
14) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 9) a 12), in cui il substrato metallico placcato è una lamiera di acciaio elettrogalvanizzato o una lamiera di acciaio galvanizzato per immersione a caldo.
15) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 9) a 12), in cui il substrato metallico placcato è una lamiera di acciaio placcato con alluminio o lega di alluminio.
16) Lamiera metallica trattata con cromato come in una qualunque delle rivendicazioni 9) a 12), in cui il substrato metallico è una lamiera di alluminio o una lamiera di lega di alluminio .