RU2465369C2 - Steel plate with galvanic coating on zinc basis with good surface electric conductivity, which has primary corrosion-protection thin film layer - Google Patents
Steel plate with galvanic coating on zinc basis with good surface electric conductivity, which has primary corrosion-protection thin film layer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465369C2 RU2465369C2 RU2010138158/02A RU2010138158A RU2465369C2 RU 2465369 C2 RU2465369 C2 RU 2465369C2 RU 2010138158/02 A RU2010138158/02 A RU 2010138158/02A RU 2010138158 A RU2010138158 A RU 2010138158A RU 2465369 C2 RU2465369 C2 RU 2465369C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roughness
- steel sheet
- zinc
- coating layer
- parts
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к стальному листу с обработанной поверхностью на цинковой основе, используемому для персональных компьютеров, аудио-, телевизионной аппаратуре и других домашних приборов, а также для копировальных устройств, принтеров, факсимильных аппаратов и других изделий офисной автоматизации, причем лист обладает прекрасной электропроводимостью поверхности, что в настоящее время является существенным для обеспечения заземляемости и характеристик электромагнитной защиты компонентов стального листа после сборки домашней электронной техники и изделий офисной автоматизации, кроме того, лист обладает стойкостью к коррозии.The present invention relates to a zinc-treated surface steel sheet used for personal computers, audio, television and other home appliances, as well as for copiers, printers, fax machines and other office automation products, the sheet having excellent surface conductivity , which is currently essential for ensuring the grounding and electromagnetic protection characteristics of the components of the steel sheet after assembly home electronics and office automation products, in addition, the sheet is resistant to corrosion.
Уровень техникиState of the art
В течение длительного времени стальной лист с обработанной поверхностью, в частности оцинкованный стальной лист, с поверхностью, обработанной хроматом, используется в больших количествах для промышленных изделий в широком ряде областей. Этот оцинкованный стальной лист обладает высокой способностью подавлять образование белой ржавчины, которая образуется при использовании листов в обычных атмосферных условиях и, кроме того, позволяет с легкостью обеспечивать проводимость между электронной платой и стальным элементом, обладая при этом повышенными заземляемостью и экранирующей способностью. Полагают, что высокая способность подавлять белую ржавчину имеет место благодаря способности хроматной пленки пассивировать нанесенный цинковый материал и высокой способности пленки самостоятельно устранять повреждения. Кроме того, электропроводимость является высокой благодаря тому, что обработанный хроматом слой является тонким и однородным, вследствие чего контактное сопротивление с проводящими выводами остается низким.For a long time, a surface-treated steel sheet, in particular galvanized steel sheet, with a chromate-treated surface, is used in large quantities for industrial products in a wide range of areas. This galvanized steel sheet has a high ability to suppress the formation of white rust, which is formed when using sheets in normal atmospheric conditions and, in addition, makes it easy to provide conductivity between the electronic board and the steel element, while having increased grounding and shielding ability. It is believed that a high ability to suppress white rust is due to the ability of the chromate film to passivate the deposited zinc material and the high ability of the film to independently repair damage. In addition, the electrical conductivity is high due to the fact that the chromate-treated layer is thin and uniform, whereby the contact resistance with the conductive terminals remains low.
В последние годы ужесточились требования к материалам для снижения количества экологически вредных и токсичных веществ. Существует возрастающая тенденция ограничивать применение используемого в хроматных пленках гексавалентного хрома. Гексавалентный хром является токсичным веществом, которое определяют как канцерогенное. Существуют ограничения на выбросы гексавалентного хрома в процессе производства стального листа с обработанной поверхностью и на его вымывание в период применения стального листа, сопровождаемые вредом, наносимым здоровью.In recent years, requirements for materials have been tightened to reduce the amount of environmentally harmful and toxic substances. There is an increasing tendency to limit the use of hexavalent chromium used in chromate films. Hexavalent chromium is a toxic substance that is defined as carcinogenic. There are restrictions on the emissions of hexavalent chromium during the production of a steel sheet with a treated surface and on its leaching during the use of the steel sheet, accompanied by harm to health.
С учетом сказанного выше авторами изобретения разработана пленка, в которой вообще не используется хромат (см., например, JP 2000-319787 А). В JP 2000-319787 А раскрыта технология нанесения покрытия на поверхность оцинкованного стального листа с антикоррозионным слоем покрытия. Чтобы повысить стойкость к коррозии, с успехом добавляли фосфорную кислоту или какой-либо ингибиторный ингредиент. Такой обработанный стальной лист обладал повышенной стойкостью к коррозии благодаря тому, что он был покрыт изоляционным слоем смолы, но имел в качестве недостатка пониженную поверхностную проводимость. Таким образом, антикоррозионный стальной лист по JP 2000-319787 А не может в настоящее время считаться обладающим достаточными характеристиками для применения в бытовой электронике, изделиях офисной автоматизации и в другом оборудовании, для которого необходимо наличие заземляемости.In view of the foregoing, the inventors have developed a film in which chromate is not used at all (see, for example, JP 2000-319787 A). JP 2000-319787 A discloses a technology for coating a surface of a galvanized steel sheet with an anti-corrosion coating layer. To increase corrosion resistance, phosphoric acid or some inhibitory ingredient was added successfully. Such a treated steel sheet had increased corrosion resistance due to the fact that it was coated with an insulating resin layer, but had a reduced surface conductivity as a disadvantage. Thus, the anti-corrosion steel sheet according to JP 2000-319787 A cannot be considered to have sufficient characteristics for use in consumer electronics, office automation products and other equipment that require grounding.
В данном случае под «заземляемостью» предполагается создание потенциала поверхности стального листа, вызываемого электромагнитными волнами, излучаемыми электронными компонентами, или электромагнитными волнами, приходящими извне прибора, такого же, как потенциал земли. Если эта заземляемость недостаточна, будут возникать неприятные явления, такие как ошибки в работе или поломка электронной аппаратуры, шумы и т.п.In this case, under "grounding" it is assumed to create the potential of the surface of a steel sheet caused by electromagnetic waves emitted by electronic components, or electromagnetic waves coming from the outside of the device, the same as the ground potential. If this grounding is insufficient, unpleasant phenomena will occur, such as errors in operation or damage to electronic equipment, noise, etc.
До настоящего времени в электронной аппаратуре заземляемость обычно обеспечивалась привинчиванием к стальным корпусам, рамам и т.д. В этом случае торцевые поверхности стального листа остаются открытыми у винтовых отверстий, благодаря чему легко достигается проводимость металл-металл вне зависимости от какого-либо хроматного слоя. Однако параллельно с все уменьшающимися размерами и более высокой производительностью электронной аппаратуры в последние годы увеличивается количество имеющих усложненную форму деталей, уменьшается количество привинчиваемых деталей, а детали все чаще соединяются между собой с помощью контакта поверхностей стальных листов или контакта, осуществляемого за счет уплотняющего действия пластинчатых пружин. В этом случае важным является то, чтобы поверхность стального листа с покрытием имела низкое контактное сопротивление. В системах же, покрытых указанной выше изоляционной смолой, заземляемость становится недостаточной.Until now, in electronic equipment, grounding was usually provided by screwing to steel cases, frames, etc. In this case, the end surfaces of the steel sheet remain open at the screw holes, due to which metal-metal conductivity is easily achieved regardless of any chromate layer. However, in parallel with the ever-decreasing size and higher productivity of electronic equipment, in recent years the number of parts having a complicated shape has been increasing, the number of screwed parts has been decreasing, and parts are increasingly connected together by means of a contact between the surfaces of steel sheets or a contact due to the sealing action of leaf springs . In this case, it is important that the surface of the coated steel sheet has a low contact resistance. In systems coated with the above insulating resin, grounding becomes insufficient.
В JP 2004-277876 А, служащим примером улучшения заземляемости в существующем уровне техники, получен обладающий заземляемостью промежуточный слой на поверхности нанесенного слоя и дополнительно на его поверхности образован слой органической смолы, причем степень закрытия слоем органической смолы составляет, по меньшей мере, 80%, а шероховатость поверхности стального листа характеризуется среднеарифметической шероховатостью Ra от 1,0 до 2,0 мкм, в то время как отфильтрованная волнистость Wca центральной линии не превышает 0,8 мкм.In JP 2004-277876 A, which serves as an example of improving the grounding in the state of the art, an intermediate layer having a grounding is obtained on the surface of the applied layer and an organic resin layer is further formed on its surface, wherein the degree of closure by the organic resin layer is at least 80%, and the surface roughness of the steel sheet is characterized by the arithmetic average roughness Ra from 1.0 to 2.0 μm, while the filtered waviness of the center line Wca does not exceed 0.8 μm.
Далее, в JP 2005-238535 А раскрыта техника получения поверхностной шероховатости листа-заготовки, на который должно быть нанесено электролитическое покрытие с установлением значений поверхностной шероховатости Ra и PPI, обработанных электрическим разрядом дрессировочных валков, и обеспечения проводимости полученного в результате оцинкованного стального листа без ухудшения стойкости к коррозии.Further, JP 2005-238535 A discloses a technique for producing the surface roughness of a billet sheet on which an electrolytic coating is to be applied with setting the surface roughness Ra and PPI treated by electric discharge of the tempering rolls and ensuring the conductivity of the resulting galvanized steel sheet without deterioration resistance to corrosion.
Кроме того, в JP 2002-363766 А с целью обеспечения как стойкости к коррозии, так и проводимости определяется поверхностная шероховатость самого листа-заготовки, на который должно быть нанесено покрытие, путем подсчета пиков и определения Ra.In addition, in JP 2002-363766 A, in order to provide both resistance to corrosion and conductivity, the surface roughness of the blank itself to be coated is determined by counting the peaks and determining Ra.
Однако, хотя в JP 2004-277876 А, JP 2005-238535 А и JP 2002-363766 А демонстрируется эффект улучшения проводимости, эти характеристики не проявляются устойчивым образом, и зависящая от производственной линии проводимость не может быть обеспечена. Возникла потребность в разработке технологии, которая бы обеспечила стабильную проводимость.However, although the effects of improved conductivity are shown in JP 2004-277876 A, JP 2005-238535 A, and JP 2002-363766 A, these characteristics are not shown in a stable manner, and conductivity depending on the production line cannot be provided. There was a need to develop a technology that would ensure stable conductivity.
Оцинкованный стальной лист, покрытый бесхроматной пленкой, изготовляется путем непрерывного нанесения гальванического покрытия и бесхроматной обработки свернутого в рулон стального листа. Способом нанесения покрытия может быть электроосаждение или нанесение покрытия методом горячего погружения. Технология первого способа состоит в электрохимически инициируемом осаждении цинка из водного раствора, содержащего ионы Zn, в то время как технология второго способа состоит в погружении стального листа в ванну с расплавленным металлическим цинком, в результате чего образуется пленка. Конфигурация поверхности покрытия в случае электроосаждения характеризуется высокой равномерностью нанесения покрытия, благодаря чему сохраняется конфигурация поверхности листа-заготовки, в то время как в случае горячего погружения способность к выравниванию является высокой и конфигурацию обычно придают путем переноса конфигурации поверхности дрессировочного валка после нанесения покрытия. Стальной лист с покрытием покрывают бесхроматной пленкой на основе смолы или неорганической бесхроматной пленкой либо хроматной пленкой, прокаленной и высушенной в последней зоне послеобработки. После этого стальной лист сворачивают, получая конечный продукт.A galvanized steel sheet coated with a chromate-free film is manufactured by continuously applying a galvanic coating and chromate-free processing of a rolled steel sheet. The coating method may be electrodeposition or hot dip coating. The technology of the first method consists in the electrochemically initiated deposition of zinc from an aqueous solution containing Zn ions, while the technology of the second method consists in immersing a steel sheet in a bath with molten metal zinc, as a result of which a film is formed. The configuration of the surface of the coating in the case of electrodeposition is characterized by a high uniformity of coating, which preserves the configuration of the surface of the workpiece, while in the case of hot immersion, the leveling ability is high and the configuration is usually given by transferring the surface configuration of the training roll after coating. The coated steel sheet is coated with a chromate-free resin-based film or an inorganic chromate-free film or a chromate film calcined and dried in the last post-treatment zone. After that, the steel sheet is rolled up, obtaining the final product.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава, получаемый с помощью описанного выше производственного процесса, контактирует в процессе производства с большим числом металлических валков. В зависимости от валков поверхность стального листа часто подвергают действию относительно высокого усилия прокатки. Если поверхность с покрытием прокатывается металлическими валками после цинкования и перед нанесением покрытия в секции после обработки, существует возможность для изменения конфигурации поверхности с покрытием. Металл цинкования обладает микротвердостью по Виккерсу, равной приблизительно 50, т.е. является мягким, вследствие чего выступающие части покрытия часто дробятся металлическими валками до плоского состояния. Такого рода деформирование происходит на микроскопическом участке, вследствие чего часто невозможно в достаточной степени выявить изменения в конфигурации путем измерения с помощью измерителя поверхностной шероховатости с наконечником согласно JIS В 0651. Кроме того, в случае таких дробленых конфигураций шероховатость листа-заготовки или шероховатость, приданная дрессировкой листа-заготовки после нанесения покрытия, в конечном итоге изменяется, и при этом изменяется также состояние степени закрытия поверхности тонкой пленкой первичного антикоррозионного слоя покрытия, в результате чего проводимость может оказаться недостаточной. Иными словами, существует задача избежать падения проводимости, возникающего при дроблении выступающих частей поверхности с покрытием, которое имеет место в существующем способе производства с использованием устройства для непрерывного нанесения покрытия цинкованием и после обработки.A steel sheet coated with zinc or a zinc alloy obtained by the production process described above is in contact with a large number of metal rolls during the manufacturing process. Depending on the rolls, the surface of the steel sheet is often subjected to a relatively high rolling force. If the coated surface is rolled with metal rolls after galvanizing and before coating in the section after processing, there is the possibility of reconfiguring the coated surface. Zinc metal has a Vickers microhardness of approximately 50, i.e. is soft, as a result of which the protruding parts of the coating are often crushed by metal rolls to a flat state. This kind of deformation occurs at the microscopic site, as a result of which it is often impossible to sufficiently detect changes in the configuration by measuring the surface roughness with a tip according to JIS B 0651. In addition, in the case of such crushed configurations, the roughness of the workpiece or the roughness imparted by tempering the preform sheet after coating ultimately changes, and the state of the degree of surface closure with a thin film also changes anticorrosive coating layer, as a result of which the conductivity may be insufficient. In other words, there is a task to avoid a drop in conductivity arising from the crushing of the protruding parts of the coated surface, which occurs in the existing production method using a device for continuous coating of galvanizing and after processing.
Авторы изобретения предприняли углубленные исследования с целью достижения как проводимости, так и стойкости к коррозии обработанного без хромата стального листа с покрытием из цинка или цинкового сплава. В результате было обнаружено, что можно достичь как проводимости, так и стойкости к коррозии не путем регулирования шероховатости поверхности нанесенного слоя из цинка или цинкового сплава, измеренного с помощью параметра шероховатости, определенного в JIS В 0601, с использованием прибора, описанного в JIS В 0651, но путем определения шероховатости микроскопических областей выступающих частей покрытия. При этом авторы изобретения обнаружили, что важна также и доля участков с шероховатостью выступающих частей, равная или большая некоторого значения и, по крайней мере, равная некоторому значению. Настоящее изобретение выполнено на основе указанного выше открытия.The inventors have undertaken in-depth studies in order to achieve both conductivity and corrosion resistance of a chromate-treated steel sheet coated with zinc or a zinc alloy. As a result, it was found that both conductivity and corrosion resistance can be achieved not by controlling the surface roughness of the deposited layer of zinc or zinc alloy, measured using the roughness parameter defined in JIS B 0601, using the device described in JIS B 0651 , but by determining the roughness of the microscopic areas of the protruding parts of the coating. Moreover, the inventors have found that the proportion of areas with a roughness of the protruding parts equal to or greater than a certain value and at least equal to a certain value is also important. The present invention is made based on the above discovery.
Таким образом, суть настоящего изобретения состоит в следующем:Thus, the essence of the present invention is as follows:
(1) Стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава с повышенной поверхностной проводимостью после нанесения на него тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, имеющий среднеарифметическую шероховатость Ra поверхности слоя цинкового покрытия, определенную согласно JIS В 0601, полученную с помощью измерителя поверхностной шероховатости с наконечником согласно JIS В 0651, равную от 0,3 мкм до 2 мкм, и максимальную высоту пика Rp от 4,0 мкм до 20,0 мкм, где среднеарифметическая шероховатость Ra (пиковая), получаемая измерением в 20-мкм интервале длины оценки частей пиков, составляющих 80% Rp или более, с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком, составляет 70% или более от среднеарифметической шероховатости Ra (средней), получаемой измерением в 20-мкм интервале длины оценки частей с высотой ±20% относительно средней линии, полученной с помощью анализатора поверхностной шероховатости с наконечником с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком.(1) A steel sheet coated with zinc or zinc alloy with increased surface conductivity after applying a thin film of a primary anti-corrosion coating layer to it having an arithmetic average roughness Ra of the surface of the zinc coating layer, determined according to JIS B 0601, obtained using a surface roughness meter with a tip according to JIS B 0651, equal to from 0.3 μm to 2 μm, and the maximum peak height Rp from 4.0 μm to 20.0 μm, where the arithmetic average roughness Ra (peak) obtained by measuring in 20 μm the range of the evaluation length of the parts of the peaks of 80% Rp or more, using a 3D roughness analyzer with an electron beam, is 70% or more of the arithmetic average roughness Ra (average) obtained by measuring in the 20-μm interval of the evaluation length of parts with a height of ± 20 % relative to the midline obtained using a surface roughness analyzer with a tip using a 3D electron beam roughness analyzer.
(2) Стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава с повышенной поверхностной проводимостью после нанесения на него тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, как определено в (1), у которого площадь частей, где среднеарифметическая шероховатость Ra (пиковая), получаемая измерением в 20 мкм интервале длины оценки частей пиков, составляющих 80% Rp или более, определенная согласно JIS В 0601, полученная помощью 3D-анализатора поверхностной шероховатости с наконечником с электронным пучком, меньше 70% от среднеарифметической шероховатости Ra (средней), полученной измерением в 20 мкм интервале длины оценки частей с высотой ±20% относительно средней линии, полученной с помощью анализатора поверхностной шероховатости с наконечником, с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком, составляет 5% или менее от общей площади поверхности с цинковым покрытием.(2) A steel sheet coated with zinc or zinc alloy with increased surface conductivity after applying a thin film of the primary anti-corrosion coating layer to it, as defined in (1), whose area of parts is where the arithmetic roughness Ra (peak) obtained by measuring in 20 μm interval of the evaluation length of the parts of the peaks of 80% Rp or more, determined according to JIS B 0601, obtained using a 3D surface roughness analyzer with a tip with an electron beam, less than 70% of the arithmetic mean the roughness Ra (average) obtained by measuring in the 20 μm interval the length of the evaluation of parts with a height of ± 20% relative to the midline obtained using a surface roughness analyzer with a tip using a 3D roughness analyzer with an electron beam is 5% or less of the total surface area with zinc coating.
(3) Стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава с повышенной поверхностной проводимостью после нанесения на него тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, как определено в (1) или (2), у которого среднеарифметическая шероховатость Ra (пиковая), получаемая измерением в 20 мкм интервале длины оценки частей пиков, составляющих 80% Rp или более, определенная согласно JIS В 0601, получаемая помощью анализатора поверхностной шероховатости с наконечником, с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком, составляет от 0,03 мкм до 1,0 мкм.(3) A steel sheet coated with zinc or zinc alloy with increased surface conductivity after applying a thin film of the primary anti-corrosion coating layer to it, as defined in (1) or (2), for which the arithmetic average roughness Ra (peak) obtained by measuring 20 μm interval of the length of the evaluation of the parts of the peaks of 80% Rp or more, determined according to JIS B 0601, obtained using a surface roughness analyzer with a tip, using a 3D roughness analyzer with an electron beam, is from 0.03 μm to 1.0 μm.
(4) Стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава с повышенной поверхностной проводимостью после нанесения на него тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, как определено в любом из (1)-(3), у которого средняя толщина первичного антикоррозийного слоя покрытия составляет от 0,2 мкм до 5,0 мкм.(4) A steel sheet coated with zinc or zinc alloy with increased surface conductivity after applying a thin film of the primary anti-corrosion coating layer to it, as defined in any of (1) - (3), in which the average thickness of the primary anti-corrosion coating layer is from 0.2 μm to 5.0 μm.
(5) Способ изготовления стального листа с покрытием из цинка или цинкового сплава с повышенной поверхностной проводимостью после нанесения на него тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, в котором указанный стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава изготовляют путем нанесения на стальной лист покрытия из цинка или цинкового сплава и последующего образования тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, в котором стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава, имеющий среднеарифметическую шероховатость Ra поверхности слоя цинкового покрытия, определенная согласно JIS В 0601, полученную с помощью измерителя поверхностной шероховатости с наконечником согласно JIS В 0651, равную от 0,3 мкм до 2 мкм, и максимальную высоту пика Rp от 4,0 мкм до 20,0 мкм, где среднеарифметическая шероховатость Ra (пиковая), полученная измерением в 20 мкм интервале длины оценки частей пиков, составляющих 80% Rp или более, с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком, составляет 70% или более от среднеарифметической шероховатости Ra (средней), полученной измерением в 20 мкм интервале длины оценки частей с высотой ±20% относительно средней линии, полученной помощью 3D-анализатора поверхностной шероховатости с наконечником с электронным пучком, причем указанный способ отличается регулированием усилия прокатки таким образом, чтобы усилие прокатки F (Н/мм2) на 1 мм длины валка, прилагаемое на поверхность покрытия со стороны обжимных валков, контактирующих с подаваемым стальным листом, и микротвердость по Виккерсу (MHv) слоя покрытия, измеренная согласно JIS Z 2244, удовлетворяли приведенному ниже соотношению (1), когда стальной лист со слоем покрытия из цинка подают для образования тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия:(5) A method for manufacturing a steel sheet coated with zinc or a zinc alloy with increased surface conductivity after applying a thin film of a primary anti-corrosion coating layer to it, wherein said steel sheet coated with zinc or a zinc alloy is produced by applying a coating of zinc on a steel sheet or zinc alloy and the subsequent formation of a thin film of the primary anti-corrosion coating layer, in which a steel sheet coated with zinc or zinc alloy having an arithmetic mean the roughness Ra of the surface of the zinc coating layer, determined according to JIS B 0601, obtained using a surface roughness meter with a tip according to JIS B 0651, equal to from 0.3 μm to 2 μm, and a maximum peak height Rp from 4.0 μm to 20, 0 μm, where the arithmetic average roughness Ra (peak), obtained by measuring at 20 μm the interval of the evaluation length of the parts of the peaks of 80% Rp or more, using a 3D roughness analyzer with an electron beam, is 70% or more of the arithmetic average roughness Ra (average ) received th measurement in the 20 micron range length estimation portions with a height of ± 20% relative to the average line obtained using 3D-analyzer the surface roughness with the tip with the electron beam, said method characterized by controlling a rolling force so that the rolling force F (N / mm 2 ) per 1 mm of the roll length applied to the coating surface from the side of the crimping rolls in contact with the supplied steel sheet and the Vickers microhardness (MHv) of the coating layer, measured according to JIS Z 2244, satisfy the following ratio (1), when a steel sheet with a coating layer of zinc is fed to form a thin film of the primary anti-corrosion coating layer:
где R обозначает радиус валка (мм) и h является значением Rp стального листа с покрытием (мкм).where R is the roll radius (mm) and h is the Rp value of the coated steel sheet (μm).
Согласно настоящему изобретению даже если увеличить толщину тонкой пленки первичного антикоррозийного слоя покрытия, то будет проявляться проводимость, т.е. проводимость будет реализована одновременно со стойкостью к коррозии. Кроме того, если имеется возможность сделать слой более толстым, то при этом улучшится не только стойкость к коррозии, но также и обрабатываемость прессованием, способность придавать стойкость к растрескиванию, стойкость к эрозии и другие характеристики. Кроме того, если регулировать производство с использованием в качестве индикатора шероховатости покрытия настоящего изобретения, появляется возможность производства стального листа с покрытием из цинка или цинкового сплава, обладающего устойчивым балансом между проводимостью и стойкостью к коррозии даже при осуществлении производства на разных производственных линиях.According to the present invention, even if the thickness of the thin film of the primary anti-corrosion coating layer is increased, conductivity, i.e. conductivity will be realized simultaneously with corrosion resistance. In addition, if it is possible to make the layer thicker, then this will improve not only corrosion resistance, but also compressibility, ability to impart resistance to cracking, resistance to erosion and other characteristics. In addition, if you adjust the production using the coating roughness indicator of the present invention as an indicator, it becomes possible to produce a steel sheet coated with zinc or zinc alloy, which has a stable balance between conductivity and corrosion resistance even when manufacturing on different production lines.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 - сканирующая электронная микрография поверхности подвергнутого электролитическому цинкованию стального листа.Figure 1 is a scanning electron micrograph of the surface of an electrolytically galvanized steel sheet.
Фиг.2А - композиционное изображение комбинированных сигналов 4 каналов 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком.2A is a composite image of the combined signals of 4 channels of a 3D roughness analyzer with an electron beam.
Фиг.2 В - проанализированное в трех измерениях изображение части (1) фиг.2А.FIG. 2 B is an image of part (1) of FIG. 2A analyzed in three dimensions.
Фиг.2С - проанализированное в трех измерениях изображение окрестностей части (1) фиг.2А.FIG. 2C is an image of the surroundings of part (1) of FIG. 2A analyzed in three dimensions.
Фиг.3А - сканирующая электронная микрография поперечного сечения подвергнутого электролитическому цинкованию стального листа, покрытого тонкой пленкой первичного антикоррозийного слоя, без микрокристаллов покрытия дробленых выступающих частей листа-заготовки.3A is a scanning electron micrograph of a cross section of an electrolytically galvanized steel sheet coated with a thin film of a primary anti-corrosion layer without microcrystals coating the crushed protruding portions of the preform sheet.
Фиг.3В - сканирующая электронная микрография поперечного сечения подвергнутого электролитическому цинкованию стального листа, покрытого тонкой пленкой первичного антикоррозийного слоя, с микрокристаллами покрытия дробленых выступающих частей листа-заготовки.FIG. 3B is a scanning electron micrograph of a cross section of an electrolytically galvanized steel sheet coated with a thin film of a primary anti-corrosion layer with microcrystals coating the crushed protruding portions of the preform sheet.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Далее изобретение описано более детально.The invention is described in more detail below.
Авторы изобретения детально изучили детали покрытых поверхностей стальных листов с покрытиями из цинка и цинковых сплавов, изготовленных с помощью устройств для непрерывного нанесения покрытий. На фиг.1 показан один из примеров сканирующей электронной микрографии поверхности подвергнутого электролитическому цинкованию стального листа, изготовленного на линии электролитического цинкования. Авторами изобретения было установлено, что слой покрытия образуется вдоль конфигурации рельефа подвергнутого дрессировке листа-заготовки и что поверхность слоя покрытия имеет микроконфигурацию, обусловленную микрокристаллическими формами самого слоя электролитического цинкования. Однако авторы изобретения обнаружили, что конфигурация, обусловленная микрокристаллическими формами на поверхности слоя покрытия, образованными на выступающих частях листа-заготовки, включает в себя выровненные в результате дробления части. С помощью стрелок на фигуре показан участок, выделенный с помощью темного контраста. Шероховатость этого дробленого участка нельзя измерить с помощью измерителя поверхностной шероховатости с наконечником, определенного в JIS В 0651. Причина этого состоит в том, что в измерителе поверхностной шероховатости с наконечником в качестве измерительного зонда используется металлический наконечник, радиус кривизны R переднего конца которого равен приблизительно 5 мкм, вследствие чего он не может детектировать микрокристаллические формы, обусловленные кристаллами покрытия на фиг.1. В связи с этим авторами изобретения была изучена техника измерения таких микрокристаллических форм, и в результате было выяснено, что достаточным является использование 3D-системы анализа шероховатости сканирующего электронного микроскопа.The inventors studied in detail the details of the coated surfaces of steel sheets with coatings of zinc and zinc alloys made using devices for continuous coating. Figure 1 shows one example of a scanning electron micrograph of the surface of an electrolytically galvanized steel sheet made on an electrolytic galvanizing line. The inventors have found that the coating layer is formed along the relief configuration of the preform sheet subjected to training and that the surface of the coating layer has a micro configuration due to microcrystalline forms of the electrolytic galvanizing layer itself. However, the inventors have found that the configuration due to microcrystalline forms on the surface of the coating layer formed on the protruding parts of the preform sheet includes parts that are aligned as a result of crushing. Using the arrows in the figure shows the area highlighted with dark contrast. The roughness of this crushed area cannot be measured using a surface roughness meter with a tip defined in JIS B 0651. The reason for this is that in the surface roughness meter with a tip, a metal tip is used as a probe, the radius of curvature R of the front end of which is approximately 5 μm, as a result of which it cannot detect microcrystalline forms due to the coating crystals in Fig. 1. In this regard, the inventors have studied the technique for measuring such microcrystalline forms, and as a result, it was found that the use of a 3D system for analyzing the roughness of a scanning electron microscope is sufficient.
Фиг.2А-2С демонстрируют результаты измерения с использованием 3D-анализатора шероховатости автоэлектронного микроскопа с электронным пучком ERA-8900FE (изготовитель Elionix). Этот анализатор оборудован 4-канальным детектором пучка вторичных электронов и способен дать количественную характеристику рельефа поверхности. Благодаря этому разрешение анализа шероховатости исключительно высоко и составляет 1 нм в направлении высоты и 1,2 мм в направлении плоскости. Это дает возможность в достаточной степени измерять микроформы кристаллов покрытия на фиг.1.Figa-2C show the results of the measurement using a 3D analyzer roughness field electron microscope with an electron beam ERA-8900FE (manufacturer Elionix). This analyzer is equipped with a 4-channel detector of a beam of secondary electrons and is able to give a quantitative characteristic of the surface topography. Due to this, the resolution of the roughness analysis is extremely high and amounts to 1 nm in the direction of height and 1.2 mm in the direction of the plane. This makes it possible to sufficiently measure the microforms of the coating crystals in FIG.
Фотография на фиг.2А представляет композиционное изображение комбинированных сигналов 4 каналов. Темная контрастирующая часть на этой фигуре (площадь (1)) представляет собой область выступающей части листа-заготовки. Область покрытия здесь раздроблена и выровнена. С другой стороны, площадь окружающих частей представляет собой пониженную часть листа-заготовки, где сохраняются микрокристаллические формы слоя покрытия. Микроконфигурации этих участков показаны соответственно на фиг.2В и фиг.2С.The photograph in FIG. 2A is a composite image of the combined signals of 4 channels. The dark contrasting part in this figure (area (1)) is the region of the protruding part of the blank sheet. The coverage area is fragmented and leveled. On the other hand, the area of the surrounding parts is the lower part of the preform sheet, where microcrystalline forms of the coating layer are preserved. The microconfigurations of these sections are shown respectively in FIG. 2B and FIG. 2C.
Далее, чтобы количественно описать конфигурацию поверхности на локальных участках, основываясь на этих данных цифрового изображения, определено значение Ra в области длины оценки 20 мкм. Ra дробленого участка (1) на фиг.2А равна 0,02 мкм, а Ra других участков равна 0,06 мкм. Это означает, что при измерении шероховатости в исключительно узком 20 мкм интервале длины оценки выступающие дробленые части и другие части, в которых остаются микрокристаллы покрытия, различаются по Ra в отношении, близком к 3:1, благодаря чему можно четко показывать разницу в шероховатости.Further, in order to quantitatively describe the surface configuration in local areas, based on this digital image data, a value of Ra is determined in the region of the evaluation length of 20 μm. Ra of the crushed portion (1) in FIG. 2A is 0.02 μm, and Ra of the other sections is 0.06 μm. This means that when measuring roughness in an exceptionally narrow 20 μm interval of the evaluation length, the protruding crushed parts and other parts in which the microcrystals of the coating remain differ in Ra in a ratio close to 3: 1, so that the difference in roughness can be clearly shown.
Кроме этого, авторы изобретения детально изучили влияние такого рода микроконфигурации выступающих частей листа-заготовки на степень закрытия поверхности тонкой пленкой первичного антикоррозийного покрытия. Авторы изобретения наносили покрытие на стальной лист, на котором микрокристаллы покрытия выступающих частей листа-заготовки раздроблены не были, и стальной лист с выступающими частями покрытия из полиолефиновой смолы на водной основе, раздробленными до 1,2 мкм, после чего изучали структуры их поперечного сечения с помощью сканирующего электронного микроскопа. Результаты показаны на фиг.3А и фиг.3В. Покрытый смолой слой недробленого стального листа с покрытием на фиг.3А истончается на выступающих частях листа-заготовки. При этом на выступающих частях микрокристаллов на поверхности слоя покрытия этих частей было выявлено состояние, при котором слой покрытия из смолы не полностью закрывал поверхность. С другой стороны, авторами изобретения было обнаружено, что на дробленом покрытии выступающих частей листа-заготовки на фиг.3В слой покрытия из смолы истончается, но полностью закрывает поверхность. Иными словами, если имеются микрокристаллические формы поверхности слоя покрытия выступающих частей листа-заготовки, они уменьшают степень закрытия слоем смолы и частично открывают слой металлического покрытия. Эти части без покрытия становятся точками проводимости, и авторами изобретения было установлено, что проводимость обеспечивается контактом стальных листов между собой или контактом с проводящим выводом. С другой стороны, авторами изобретения было установлено, что те части, у которых микроконфигурация слоя покрытия на выступающих частях листа-заготовки раздроблена, покрыты изоляционной пленкой смолы, в результате чего проводимость отсутствует. Иными словами, авторами изобретения было установлено, что для улучшения проводимости электролитически оцинкованного стального листа одного регулирования конфигурации рельефа листа-заготовки недостаточно и что важным является сохранение микрокристаллической структуры на поверхности слоя покрытия выступающих частей.In addition, the inventors studied in detail the effect of this kind of microconfiguration of the protruding parts of the blank sheet on the degree of surface closure with a thin film of the primary anti-corrosion coating. The inventors applied a coating on a steel sheet on which microcrystals of the coating of the protruding parts of the workpiece were not fragmented, and the steel sheet with the protruding parts of the water-based polyolefin resin, crushed to 1.2 μm, after which their cross-sectional structures were studied with using a scanning electron microscope. The results are shown in figa and figv. The resin-coated layer of non-crushed coated steel sheet in FIG. 3A is thinned on the protruding parts of the preform sheet. Moreover, on the protruding parts of the microcrystals on the surface of the coating layer of these parts, a state was revealed in which the coating layer of resin did not completely cover the surface. On the other hand, the inventors have found that on the crushed coating of the protruding parts of the preform sheet in FIG. 3B, the resin coating layer is thinned, but completely covers the surface. In other words, if there are microcrystalline forms of the surface of the coating layer of the protruding parts of the workpiece, they reduce the degree of closure by the resin layer and partially open the metal coating layer. These uncoated parts become points of conductivity, and it was found by the inventors that the conductivity is provided by the contact of steel sheets between themselves or by contact with a conductive terminal. On the other hand, the inventors have found that those parts in which the microconfiguration of the coating layer on the protruding parts of the preform sheet is crushed are coated with an insulating resin film, with the result that there is no conductivity. In other words, it was found by the inventors that to improve the conductivity of an electrolytically galvanized steel sheet, simply adjusting the topography of the blank sheet is not enough and that it is important to maintain the microcrystalline structure on the surface of the coating layer of the protruding parts.
Настоящее изобретение было выполнено на основе указанных выше технических открытий. Авторы изобретения использовали в качестве индикатора, определяющего остаточную степень микроконфигурации на поверхности слоя покрытия выступающих частей листа-заготовки, значение Ra на длине оценки 20 мкм частей, не являющихся выступающими, и полагали, что, если значение Ra выступающих частей листа-заготовки равно 70% или более, дробления не происходит или имеет место небольшое дробление, но на проводимость оно не влияет.The present invention was made based on the above technical discoveries. The inventors used, as an indicator determining the residual microconfiguration on the surface of the coating layer of the protruding parts of the preform sheet, the Ra value on the evaluation length of 20 μm of the non-protruding parts, and assumed that if the Ra value of the protruding parts of the preform sheet is 70% or more, crushing does not occur or there is a slight crushing, but it does not affect the conductivity.
Далее обсуждаются причины ограничения численных значений параметров настоящего изобретения.The following discusses the reasons for limiting the numerical values of the parameters of the present invention.
Во-первых, шероховатость поверхности стального листа с покрытием, выявляемая обычным измерителем шероховатости с наконечником и выражаемая в виде среднеарифметической шероховатости Ra, определенная по JIS В 0601, составляет от 0,3 до 2,0 мкм. Если Ra меньше 0,3 мкм, степень закрытия поверхности слоем тонкой пленки первичного антикоррозийного покрытия повышается. Это необходимо для придания стойкости к коррозии, но не является предпочтительным для придания проводимости. По этой причине выбор толщины слоя тонкой пленки первичного антикоррозийного покрытия с целью получения как проводимости, так и стойкости к коррозии становится затруднительным. С другой стороны, если Ra превышает 2,0 мкм, степень закрытия тонкой пленкой первичного антикоррозийного покрытия становится чрезвычайно низкой, проводимость становится исключительно высокой, однако стойкость к коррозии ухудшается. Таким образом, становится невозможным подобрать интервал толщины пленки, в котором можно было бы добиться обеих характеристик. По этой причине Ra устанавливают в пределах от 0,3 до 2,0 мкм. Предпочтительно, чтобы Ra составляла от 0,6 до 1,5 мм, более предпочтительно от 0,6 до 1,1 мкм и наиболее предпочтительно была равной примерно 0,9 мкм. Максимальная высота пика Rp определяется по тем же причинам, что и Ra, в пределах от 4,0 до 20,0. Предпочтительно, чтобы Rp составляла от 12 до 60 мкм, более предпочтительно от 12 до 17 мкм и наиболее предпочтительно была равной примерно 15 мкм.Firstly, the surface roughness of the coated steel sheet, detected by a conventional roughness meter with a tip and expressed as the arithmetic average roughness Ra, determined according to JIS B 0601, is from 0.3 to 2.0 μm. If Ra is less than 0.3 μm, the degree of surface closure with a thin film layer of the primary anti-corrosion coating is increased. This is necessary to impart corrosion resistance, but is not preferred to impart conductivity. For this reason, the choice of the thickness of the thin film layer of the primary anti-corrosion coating in order to obtain both conductivity and corrosion resistance becomes difficult. On the other hand, if Ra exceeds 2.0 μm, the degree of closure of the primary anti-corrosion coating with a thin film becomes extremely low, the conductivity becomes extremely high, but the corrosion resistance is deteriorated. Thus, it becomes impossible to choose a film thickness range in which both characteristics could be achieved. For this reason, Ra is set in the range of 0.3 to 2.0 μm. Preferably, Ra is from 0.6 to 1.5 mm, more preferably from 0.6 to 1.1 μm, and most preferably equal to about 0.9 μm. The maximum peak height Rp is determined for the same reasons as Ra, ranging from 4.0 to 20.0. Preferably, Rp is from 12 to 60 μm, more preferably from 12 to 17 μm, and most preferably is equal to about 15 μm.
Если стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава характеризуется степенью нанесения покрытия менее 5 г/м2, протекторное антикоррозионное действие по отношению к стальному листу становится недостаточным и по истечении короткого времени начинает появляться красная ржавчина. По этой причине такой вариант не является предпочтительным. При 300 г/м2 или более эффект повышения стойкости к коррозии в конце концов приходит к насыщению, себестоимость нанесения покрытия возрастает и происходит порошкообразное отслаивание покрытия. По этой причине такой вариант не является предпочтительным.If a steel sheet coated with zinc or a zinc alloy is characterized by a degree of coating of less than 5 g / m 2 , the tread anticorrosion effect in relation to the steel sheet becomes insufficient and after a short time red rust begins to appear. For this reason, this option is not preferred. At 300 g / m 2 or more, the effect of increasing corrosion resistance ultimately comes to saturation, the cost of coating increases and the powder peels off. For this reason, this option is not preferred.
Чтобы описать формы микрокристаллов покрытия выступающих частей листа-заготовки, авторы изобретения обратили свое внимание на пики, составляющие 80% или более от Rp, и определили Ra в 20 мкм интервале длины оценки этих частей. На частях с менее 80% от Rp контакт с металлическими валками не возникает. Если же длина оценки меньше 20 мкм, ошибкой измерения пренебрегать уже нельзя, в то время как если длина оценки больше 20 мкм, она может выходить за пределы границы выступающей части листа-заготовки и в конце концов включать пониженные части, в результате чего такой вариант не является предпочтительным.To describe the microcrystal shape of the coating of the protruding parts of the preform sheet, the inventors turned their attention to peaks of 80% or more of Rp, and determined Ra in the 20 μm range of the evaluation length of these parts. In parts with less than 80% of Rp, contact with metal rolls does not occur. If the evaluation length is less than 20 μm, the measurement error can no longer be neglected, while if the evaluation length is more than 20 μm, it can go beyond the boundary of the protruding part of the blank sheet and ultimately include lower parts, as a result of which this option is not is preferred.
Что касается частей, которые не являются выступающими, части на 20% выше и ниже окрестностей средней линии были использованы для репрезентативных значений. Значение Ra (средняя) этих частей было принято в качестве стандартного значения. Авторами изобретения было установлено, что если Ra (пиковая) выступающих частей (частей пиков) листа-заготовки является значением, составляющим 70% или более от стандартного значения, то в этом случае либо не происходит дробления металлическими валками, либо происходит лишь слабое дробление и влияние на проводимость и стойкость к коррозии отсутствует. С другой стороны, авторами изобретения было установлено, что, если значение Ra указанных частей становится меньшим 70%, дробление металлическими валками становится заметным. Верхний предел отношения Ra (пиковая)/Rа (средняя) определен равным 110%, поскольку чем больше перенос шероховатости валков, тем больше потеря способности к непрерывной работе из-за налипания цинка на валки и т.д. Предпочтительно, чтобы отношение Ra (пиковая)/Rа (средняя) составляло от 70 до 110%, более предпочтительно от 95 до 105% и наиболее предпочтительно около 100%.For parts that are not protruding,
Если части пиков становятся слишком малыми в Ra (пиковая), они в конце концов полностью покрываются слоем тонкой пленки первичного антикоррозийного покрытия и никакой поверхностной проводимости при этом не проявляется, в результате чего нижний предел Ra (пиковая) определяется равным 0,03 мкм. С другой стороны, если Ra (пиковая) становится слишком большой, степень закрытия пленкой покрытия уменьшается и поверхностная проводимость повышается, а стойкость к коррозии ухудшается, вследствие чего верхний предел Ra (пиковая) определяется равным 1,0 мкм. Предпочтительно, чтобы Ra (пиковая) составляла от 0,03 до 1,0 мкм, более предпочтительно от 0,03 до 0,5 мкм и наиболее предпочтительно была равной примерно 0,2 мкм.If the parts of the peaks become too small in Ra (peak), they are finally completely covered by a thin film layer of the primary anti-corrosion coating and no surface conductivity is manifested, with the result that the lower limit Ra (peak) is determined to be 0.03 μm. On the other hand, if Ra (peak) becomes too large, the degree of closure of the coating film decreases and surface conductivity increases and corrosion resistance deteriorates, as a result of which the upper limit Ra (peak) is determined to be 1.0 μm. Preferably, Ra (peak) is from 0.03 to 1.0 μm, more preferably from 0.03 to 0.5 μm, and most preferably is equal to about 0.2 μm.
Далее, авторами изобретения было установлено, что даже если на выступающих частях листа-заготовки имеются дробленые части (Ra меньше 70%), если доля площади этих частей не больше 5% от всей площади поверхности с цинковым покрытием, получают материал настоящего изобретения с достигнутыми в нем как проводимостью, так и стойкостью к коррозии. Если указанная доля площади становится большей 5%, характеристики дробленых частей становятся доминирующими и падение проводимости приобретает значение, которое нельзя игнорировать. Более предпочтительно, чтобы эта доля площади была равной 3% или менее и наиболее предпочтительно 1% или менее.Further, the inventors found that even if there are crushed parts (Ra less than 70%) on the protruding parts of the billet sheet, if the area fraction of these parts is not more than 5% of the total surface area with zinc coating, the material of the present invention is obtained with as conductivity and corrosion resistance. If the indicated area fraction becomes more than 5%, the characteristics of the crushed parts become dominant and the drop in conductivity acquires a value that cannot be ignored. More preferably, this area fraction is 3% or less, and most preferably 1% or less.
Чтобы сохранить микрокристаллические формы выступающих частей листа-заготовки, необходима оптимизация различных рабочих условий, но наиболее важным является предотвращение сильной прокатки металлическими валками после нанесения металлического покрытия и до образования слоя тонкой пленки первичного антикоррозийного покрытия. Если валками являются намоточные валки, усилие прокатки невелико и дробления не происходит, но в случае обжимных валков, когда стальной лист входит с валками в линейный контакт, необходимо регулировать верхний предел усилия прокатки. При этом верхний предел, при котором твердость по Виккерсу слоя металлического покрытия препятствует протеканию дробления, отличается, но твердость слоя покрытия легко меняется в зависимости от условий электролиза или концентрации примесей в ванне, вследствие чего нецелесообразно определять усилие прокатки металлических валков для всей продукции. Авторы изобретения детально изучили допустимое значение верхнего предела усилия прокатки валков и в результате этого нашли соотношение, определяющее верхний предел усилия прокатки. Конкретнее, когда усилие прокатки на 1 мм длины валка равно F (Н/мм2) и микротвердость по Виккерсу слоя покрытия, измеренная согласно JIS Z 2244, равна MHv, выполняется следующее соотношение:In order to preserve the microcrystalline forms of the protruding parts of the billet sheet, optimization of various working conditions is necessary, but the most important is to prevent strong rolling with metal rollers after applying a metal coating and before the formation of a thin film layer of the primary anti-corrosion coating. If the rolls are winding rolls, the rolling force is small and crushing does not occur, but in the case of crimping rolls, when the steel sheet comes into linear contact with the rolls, it is necessary to adjust the upper limit of the rolling force. At the same time, the upper limit at which the Vickers hardness of the metal coating layer prevents the flow of crushing is different, but the hardness of the coating layer easily changes depending on the electrolysis conditions or the concentration of impurities in the bath, which makes it impractical to determine the rolling force of metal rolls for the entire product. The inventors studied in detail the permissible value of the upper limit of the rolling force of the rolls and as a result found the ratio defining the upper limit of the rolling force. More specifically, when the rolling force per 1 mm of the roll length is F (N / mm 2 ) and the Vickers microhardness of the coating layer, measured according to JIS Z 2244, is equal to MHv, the following relation holds:
где R обозначает радиус валка (мм) и h является значением Rp (мкм) стального листа с покрытием.where R is the radius of the roll (mm) and h is the value of Rp (μm) of the coated steel sheet.
Если F становится больше значения правой части формулы (1), слой покрытия в конечном итого оказывается раздробленным, вследствие чего такой вариант не является предпочтительным. Если же F меньше значения правой части, форма выступающих частей, определенных настоящим изобретением, может быть сохранена. Если стандартная MHv покрытия из чистого цинка в формуле (1) равна 50, радиус обжимных валков равен 100 мм, а Rp стального листа с покрытием равен 10 мкм, правая часть становится равной 693. С другой стороны, усилие прокатки стандартных обжимных валков составляет от 1000 до 3000 Н/мм2 или близко к этому. Таким образом, усилие прокатки становится в конечном итоге больше, чем правая часть уравнения, и происходит дробление. Следовательно, возникает необходимость в регулировании усилия прокатки с целью выполнения выведенной в настоящем изобретении формулы (1).If F becomes greater than the value of the right-hand side of formula (1), the coating layer ultimately becomes fragmented, as a result of which this option is not preferable. If F is less than the value of the right side, the shape of the protruding parts defined by the present invention can be saved. If the standard pure zinc coating MHv in formula (1) is 50, the radius of the crimp rolls is 100 mm, and the Rp of the coated steel sheet is 10 μm, the right side becomes 693. On the other hand, the rolling force of standard crimp rolls is from 1000 up to 3000 N / mm 2 or close to it. Thus, the rolling force ultimately becomes greater than the right side of the equation, and crushing occurs. Therefore, there is a need to regulate the rolling force in order to fulfill the formula (1) derived in the present invention.
Важно, чтобы толщина тонкой пленки первичного антикоррозийного покрытия была подобрана такой, которая бы позволила получить как проводимость, так и стойкость к коррозии. Чем меньше Ra, определенная согласно JIS В 0651 листа-заготовки, тем меньше оптимальная толщина пленки. Это значение не может быть задано, но когда Ra равно 0,3 мкм, необходим минимум, равный 0,2 мкм. С другой стороны, когда Ra равно 2,0 мкм, разрешен максимум, равный 5,0 мкм. Отсюда верхний предел и нижний предел толщины пленки были определены равными 0,2 мкм и 5,0 мкм. Однако существуют различные оптимальные значения, обусловленные влиянием ряда факторов, таких как форма листа-заготовки, шероховатости Ra и Rp микрокристаллов выступающих частей, тип покрытия и т.д.It is important that the thickness of the thin film of the primary anticorrosion coating be selected so that it allows both conductivity and corrosion resistance to be obtained. The lower the Ra determined according to JIS B 0651 of the preform sheet, the smaller the optimum film thickness. This value cannot be set, but when Ra is 0.3 μm, a minimum of 0.2 μm is required. On the other hand, when Ra is 2.0 μm, a maximum of 5.0 μm is allowed. Hence, the upper limit and lower limit of the film thickness were determined equal to 0.2 μm and 5.0 μm. However, there are various optimal values due to the influence of a number of factors, such as the shape of the blank sheet, the roughness Ra and Rp of the microcrystals of the protruding parts, the type of coating, etc.
Первичный антикоррозийный слой тонкой пленки может быть слоем любого типа, например слоем смолы на водной основе, таких как акриловые соединения, олефинами, уретанами, стиролами, фенолами, полиэфирами и т.д., или эпокси-соединениями на основе растворителей. В альтернативных случаях этот слой может иметь в основе неорганический кремнезем, жидкое стекло и соль металла (Zr, Ti, Мо или оксида Мn). Кроме того, в основе его может быть органический-неорганический композиционный силановый агент сочетания. Для повышения стойкости к коррозии и улучшения стойкости к почернению к пленке может быть добавлена фосфорная кислота, какой-либо ингибиторный ингредиент, Со, Ni или другие металлы.The primary anti-corrosion layer of a thin film can be any type of layer, for example, a water-based resin layer, such as acrylic compounds, olefins, urethanes, styrenes, phenols, polyesters, etc., or solvent-based epoxy compounds. In alternative cases, this layer may be based on inorganic silica, water glass, and a metal salt (Zr, Ti, Mo, or Mn oxide). In addition, it can be based on an organic-inorganic composite silane coupling agent. To increase the resistance to corrosion and improve the resistance to blackening, phosphoric acid, some inhibitory ingredient, Co, Ni, or other metals can be added to the film.
Обработка единичным слоем тонкой первичной антикоррозийной пленки придает достаточную эффективность, но если к тому же еще произвести бесхроматную обработку нижележащего покрытия, стойкость к коррозии, адгезия покрытия и другие характеристики пленки будут значительно улучшены, что делает эти операции предпочтительными. В качестве агента для бесхроматной обработки нижележащего покрытия могут быть выбраны оксид Zr, оксид Ti, оксид Si, оксид Се, какой-либо фосфат, силановый агент сочетания и т.д. Если нанесенное количество составляет 0,001 г/м2 или менее, достаточно высоких характеристик получить невозможно, в то время как, если это количество превышает 0,5 г/м2, эффект насыщается, сила адгезии падает и возникают другие проблемы.Processing with a single layer of a thin primary anticorrosive film gives sufficient efficiency, but if, moreover, the chromateless treatment of the underlying coating is also carried out, the corrosion resistance, adhesion of the coating and other characteristics of the film will be significantly improved, which makes these operations preferable. As an agent for the chromate-free treatment of the underlying coating, Zr oxide, Ti oxide, Si oxide, Ce oxide, any phosphate, combination silane agent, etc. can be selected. If the applied amount is 0.001 g / m 2 or less, it is not possible to obtain sufficiently high characteristics, while if this amount exceeds 0.5 g / m 2 , the effect is saturated, the adhesion strength decreases and other problems arise.
ПримерыExamples
Далее настоящее изобретение детально описывается с помощью примеров.Further, the present invention is described in detail using examples.
Стальной лист с нанесенным на него методом электролитического цинкования покрытием изготовляют следующим образом. В качестве листа-заготовки используют холоднокатаный стальной лист толщиной 0,8 мм. Шероховатость поверхности этого листа-заготовки регулируют, меняя после непрерывного отжига шероховатость вала прокатных валков, используемых на дрессировочном стане. Шероховатость валку придают с помощью операции струйной полировки. Этот лист-заготовку подвергают электролитическому цинкованию с использованием электроцинковального устройства. Электролитическое цинкование проводится в кислой цинк-сульфатной ванне при плотности тока от 50 до 100 А/дм3 и линейной скорости от 50 до 120 м/мин.A steel sheet coated with electrolytic galvanized coating is manufactured as follows. As a blank, a cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.8 mm is used. The surface roughness of this billet sheet is controlled by changing, after continuous annealing, the roughness of the shaft of the rolling rolls used on the temper mill. The roughness of the roll is imparted by the operation of inkjet polishing. This preform sheet is electrolytically galvanized using an electro-galvanizing device. Electrolytic galvanizing is carried out in an acidic zinc-sulfate bath at a current density of 50 to 100 A / dm 3 and a linear velocity of 50 to 120 m / min.
Оцинкованный методом горячего погружения стальной лист изготовляют в следующих условиях. В качестве листа-заготовки используют холоднокатаный стальной лист толщиной 0,8 мм. Этот лист-заготовку подвергают цинкованию методом горячего погружения с использованием цинковального устройства с горячим погружением. Цинковая ванна представляет собой ванну Zn-0,2 вес.% Аl с температурой 460°С. Лист-заготовку, восстановленную в водородно-азотной восстановительной атмосфере при температуре до 800°С, охлаждают до температуры листа 480°С и затем погружают в ванну. Через две секунды после погружения лист извлекают и обдувают газообразным азотом с целью уменьшения количества нанесенного покрытия. Линейная скорость при этом равна 100 м/мин. Поверхности придают шероховатость после нанесения покрытия с помощью встроенного в линию дрессировочного стана.Hot dipped galvanized steel sheet is manufactured under the following conditions. As a blank, a cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.8 mm is used. This preform sheet is hot dip galvanized using a hot dip galvanizing device. The zinc bath is a Zn-0.2 wt.% Al bath with a temperature of 460 ° C. A preform sheet reduced in a hydrogen-nitrogen reducing atmosphere at a temperature of up to 800 ° C is cooled to a temperature of the sheet of 480 ° C and then immersed in a bath. Two seconds after immersion, the sheet is removed and blown with nitrogen gas in order to reduce the amount of coating applied. The linear velocity is 100 m / min. The surfaces are roughened after coating using the in-line temper mill.
Конфигурацию поверхности с покрытием измеряют согласно JIS В 0651. Используемым устройством является измеритель поверхностной шероховатости с наконечником типа Surfcom 1400A stylos, изготовитель Tokyo Seimitsu. Кроме того, шероховатость в микроскопической области измеряют с помощью 3D-анализатора шероховатости с автоэмиссионным электронным пучком (ERA-8900FE), изготовитель Elionix.The surface configuration of the coated surface is measured according to JIS B 0651. The device used is a surface roughness meter with a tip type Surfcom 1400A stylos, manufactured by Tokyo Seimitsu. In addition, microscopic roughness is measured using a 3D electron-beam roughness analyzer (ERA-8900FE), manufactured by Elionix.
Усилие прокатки металлических валков на секцию покрытия после его нанесения меняется от отсутствия усилия до 3000 Н/мм2, меняя раздробленное состояние выступающих частей листа-заготовки. Тонкую пленку первичного антикоррозийного покрытия наносят с помощью валкового устройства для нанесения покрытий до толщины пленки от 0,1 до 6 мкм и прокаливают в сушильной печи до температуры листа 150°С. В случае покрытия смолой полиолефиновую смолу (Hitec S-7024 от фирмы Toho Chemical) добавляют к чистой воде до концентрации твердой смолы 20 вес.%, растворяют фосфат аммония до концентрации ионов фосфорной кислоты 1 г/л, после чего добавляют кремнезем на водной основе (Snowtex N от фирмы Nissan Chemical) в количестве 25 г/л, получая первичный антикоррозийный покрывающий агент. С другой стороны, в случае неорганического покрытия на основе смолы используют CT-E300N от фирмы Nihon Parkerizing. В случае неорганического покрытия используют первичный антикоррозийный покрывающий агент, приготовляемый добавлением 50 вес.% фторциркониевой кислоты и 50 вес.% силанового агента сочетания к чистой воде и доводкой рН фосфорной кислотой до 3,0.The force of rolling metal rolls on the coating section after its application varies from a lack of force to 3000 N / mm 2 , changing the fragmented state of the protruding parts of the workpiece sheet. A thin film of the primary anti-corrosion coating is applied using a roller coater to a film thickness of 0.1 to 6 microns and calcined in a drying oven to a sheet temperature of 150 ° C. When coated with a resin, a polyolefin resin (Hitec S-7024 from Toho Chemical) is added to pure water to a solid resin concentration of 20% by weight, ammonium phosphate is dissolved to a concentration of phosphoric acid ions of 1 g / l, and then water-based silica is added ( Snowtex N from Nissan Chemical) in an amount of 25 g / l, obtaining a primary anti-corrosion coating agent. On the other hand, in the case of an inorganic resin coating, Nihon Parkerizing CT-E300N is used. In the case of an inorganic coating, a primary anti-corrosion coating agent is used, prepared by adding 50% by weight of fluorozirconic acid and 50% by weight of a silane coupling agent to pure water and adjusting the pH with phosphoric acid to 3.0.
О стойкости к коррозии полученного испытательного образца судили по травлению образца методом (JIS Z 2371) распыления рассола в течение 72 час и определения доли площади с белой ржавчиной на поверхности. 1% или менее белой ржавчины оценивался как «А», 5% или менее как «В» и более 5% как «С». «А» и «В» принимались как удовлетворительные, а «С» как неудовлетворительный. Электропроводность измеряли с помощью LORESTA ЕР от Mitsubishi Chemical. Использовали контактер ESP-типа (на 4 образца) с диаметром переднего конца контактера 2 мм и расстоянием между выводами 5 мм. Учитывали число случаев проводимости при поверхностном сопротивлении 1 мОм или менее при нагрузке контактера 1,5 Н/контактер и испытательном токе 100 мА из 20 измерений в разных положениях. 20 случаев проводимости оценивали как «А», от 10 до 19 случаев как «В» и девять случаев или менее как «С». Результаты «А» и «В» принимались как удовлетворительные, а «С» как неудовлетворительный.The corrosion resistance of the obtained test sample was judged by etching the sample by (JIS Z 2371) spraying a brine for 72 hours and determining the area fraction with white rust on the surface. 1% or less white rust was rated as “A”, 5% or less as “B” and more than 5% as “C”. "A" and "B" were accepted as satisfactory, and "C" as unsatisfactory. Conductivity was measured using LORESTA EP from Mitsubishi Chemical. We used an ESP-type contactor (for 4 samples) with a diameter of the front end of the contactor of 2 mm and a distance between the terminals of 5 mm. The number of cases of conductivity with a surface resistance of 1 mΩ or less with a contactor load of 1.5 N / contactor and a test current of 100 mA from 20 measurements in different positions was taken into account. 20 cases of conductivity were rated as “A,” from 10 to 19 cases as “B,” and nine cases or less as “C”. Results “A” and “B” were accepted as satisfactory, and “C” as unsatisfactory.
В таблице 1 показаны поверхностные свойства слоя покрытия и поверхностные свойства слоя металлического покрытия в микроскопической области, а в таблице 2 приведены данные о слое металлического покрытия и слоя тонкой пленки первичного антикоррозийного покрытия. Примеры 1-9 являются примерами настоящего изобретения.Table 1 shows the surface properties of the coating layer and the surface properties of the metal coating layer in the microscopic region, and table 2 shows the data on the metal coating layer and the thin film layer of the primary anti-corrosion coating. Examples 1-9 are examples of the present invention.
В таблице 3 собраны результаты оценки стойкости к коррозии после 72 час испытания с рассолом и результаты оценки поверхностной проводимости. Результаты примеров 1-39 являются очень высокими как в отношении стойкости к коррозии, так и в отношении электропроводности, причем обе характеристики достигаются на всех уровнях, в то время как результаты сравнительных примеров 1-10 являются плохими как в отношении стойкости к коррозии, так и в отношении электропроводности и обе характеристики при этом не реализуются.Table 3 summarizes the results of the assessment of corrosion resistance after 72 hours of testing with brine and the results of the assessment of surface conductivity. The results of examples 1-39 are very high both in terms of resistance to corrosion and in terms of electrical conductivity, both characteristics being achieved at all levels, while the results of comparative examples 1-10 are poor both in terms of resistance to corrosion and with regard to electrical conductivity, both characteristics are not realized.
Применимость в промышленностиIndustrial Applicability
Стальной лист с нанесенным покрытием из цинка или цинкового сплава настоящего изобретения может быть использован в качестве стального листа с обработанной поверхностью с повышенными электропроводностью и стойкостью к коррозии. В частности, он может быть использован в тех областях, где требуется поверхностная проводимость, такие как корпуса копировальных машин, факсимильных аппаратов и другого оборудования офисной автоматизации, а также для корпусов персональных компьютеров и аудио- и видеоаппаратуры и т.д., где требуется заземление.The zinc or zinc alloy coated steel sheet of the present invention can be used as a surface treated steel sheet with increased electrical conductivity and corrosion resistance. In particular, it can be used in areas where surface conductivity is required, such as cases for photocopiers, fax machines and other office automation equipment, as well as cases for personal computers and audio and video equipment, etc., where grounding is required .
Claims (6)
где R обозначает радиус валка (мм) и h является значением Rp стального листа с покрытием (мкм), с получением стального листа с покрытием из цинка или цинкового сплава, который имеет среднеарифметическую шероховатость Ra поверхности слоя цинкового покрытия, определенную в соответствии с JIS В 0601, полученную с помощью измерителя поверхностной шероховатости с наконечником согласно JIS В 0651, равную от 0,3 мкм до 2 мкм, и максимальную высоту пика Rp от 4,0 мкм до 20,0 мкм, среднеарифметическую шероховатость Ra пиковую, полученную измерением 80% или более от Rp, в интервале длины оценки частей пиков, равном 20 мкм, с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком, равную 70% или более от среднеарифметической шероховатости Ra средней, получаемой измерением в интервале длины оценки частей, равном 20 мкм, с высотой ±20% относительно средней линии, полученной с помощью анализатора поверхностной шероховатости с наконечником с помощью 3D-анализатора шероховатости с электронным пучком. 6. A method of manufacturing a steel sheet coated with zinc or zinc alloy with increased surface conductivity after applying a thin film of a primary anti-corrosion coating layer to it by applying a coating of zinc or zinc alloy to a steel sheet, training and the subsequent formation of a thin film of a primary anti-corrosion coating layer, in which when supplying a steel sheet with a zinc coating layer to form a thin film of the primary anti-corrosion coating layer, the rolling forces are controlled by them that the rolling force F (N / mm 2) per 1 mm length of the roll applied to the coating surface by the pressure rollers in contact with the fed steel sheet, and Vickers microhardness (MHv) of the coating layer measured according to JIS Z 2244 satisfy the relation (1):
where R denotes the radius of the roll (mm) and h is the Rp value of the coated steel sheet (μm), to obtain a steel sheet coated with zinc or zinc alloy, which has an arithmetic mean roughness Ra of the surface of the zinc coating layer, determined in accordance with JIS B 0601 obtained using a surface roughness meter with a tip according to JIS B 0651, equal to from 0.3 μm to 2 μm, and a maximum peak height Rp of 4.0 μm to 20.0 μm, the arithmetic mean roughness Ra peak, obtained by measuring 80% or more from rp to the range of the length of the evaluation of the parts of the peaks equal to 20 μm, using a 3D roughness analyzer with an electron beam equal to 70% or more of the arithmetic average roughness Ra average obtained by measuring in the interval of the length of the evaluation of parts of the peaks of 20 μm, with a height of ± 20% relative to the average a line obtained using a surface roughness analyzer with a tip using a 3D electron beam roughness analyzer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010138158/02A RU2465369C2 (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Steel plate with galvanic coating on zinc basis with good surface electric conductivity, which has primary corrosion-protection thin film layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010138158/02A RU2465369C2 (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Steel plate with galvanic coating on zinc basis with good surface electric conductivity, which has primary corrosion-protection thin film layer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010138158A RU2010138158A (en) | 2012-03-20 |
| RU2465369C2 true RU2465369C2 (en) | 2012-10-27 |
Family
ID=46029860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010138158/02A RU2465369C2 (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Steel plate with galvanic coating on zinc basis with good surface electric conductivity, which has primary corrosion-protection thin film layer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465369C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724253C1 (en) * | 2016-05-18 | 2020-06-22 | Ниссин Стил Ко., Лтд. | Method of laser cutting and processing of clad steel plate, product obtained by laser cutting and processing, method of thermal cutting and processing, product obtained by thermal cutting and treatment, steel sheet with surface treatment, method of laser cutting and laser processing head |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU908933A1 (en) * | 1977-10-20 | 1982-02-28 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method for treating coatings |
| JP2002363768A (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Nkk Corp | Organic-coated steel sheet having excellent corrosion resistance in hot and humid environment |
| JP2004277876A (en) * | 2003-01-21 | 2004-10-07 | Jfe Steel Kk | Surface treated galvanized steel sheet |
| JP2005238535A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Jfe Steel Kk | Manufacturing method for surface treated steel sheet excellent in conductivity |
| JP2006278653A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Jfe Steel Kk | Electromagnetic wave shield member, steel plate therefor, and electromagnetic wave shield case |
-
2008
- 2008-02-15 RU RU2010138158/02A patent/RU2465369C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU908933A1 (en) * | 1977-10-20 | 1982-02-28 | Уральский научно-исследовательский институт черных металлов | Method for treating coatings |
| JP2002363768A (en) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Nkk Corp | Organic-coated steel sheet having excellent corrosion resistance in hot and humid environment |
| JP2004277876A (en) * | 2003-01-21 | 2004-10-07 | Jfe Steel Kk | Surface treated galvanized steel sheet |
| JP2005238535A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Jfe Steel Kk | Manufacturing method for surface treated steel sheet excellent in conductivity |
| JP2006278653A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Jfe Steel Kk | Electromagnetic wave shield member, steel plate therefor, and electromagnetic wave shield case |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724253C1 (en) * | 2016-05-18 | 2020-06-22 | Ниссин Стил Ко., Лтд. | Method of laser cutting and processing of clad steel plate, product obtained by laser cutting and processing, method of thermal cutting and processing, product obtained by thermal cutting and treatment, steel sheet with surface treatment, method of laser cutting and laser processing head |
| US10759005B2 (en) | 2016-05-18 | 2020-09-01 | Amada Holdings Co., Ltd. | Laser cutting and machining method for plated steel plate, laser cut-and-machined product, thermal cutting and machining method, thermal cut-and-machined product, surface-treated steel plate, laser cutting method, and laser machining head |
| US11559857B2 (en) | 2016-05-18 | 2023-01-24 | Amada Co., Ltd. | Laser cutting and machining method for plated steel plate, laser cut-and-machined product, thermal cutting and machining method, thermal cut-and-machined product, surface-treated steel plate, laser cutting method, and laser machining head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010138158A (en) | 2012-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2251458B1 (en) | Galvanized steel sheet with thin primary corrosion-proof coating layer, excelling in surface conductivity, and process for producing the same | |
| TWI392767B (en) | Galvanized steel sheet having excellent surface electrical conductivity of a primary antirust coating layer and a method for manufacturing the same | |
| RU2520847C1 (en) | Steel sheet for hot stamping and method of production of hot-stamped part using steel sheet for hot stamping | |
| RU2621501C1 (en) | Product moulded by hot forming and manufacturing method for product moulded by hot forming | |
| CN102597322B (en) | Hot-pressed member and process for producing same | |
| EP3239347B1 (en) | Zinc alloy plated steel material having excellent weldability and processed-part corrosion resistance and method of manufacturing same | |
| EP2233610B1 (en) | Steel sheet for fuel tanks and process for manufaturing the sheet | |
| US9498933B2 (en) | Surface-treated metal sheet and process for producing formed article from the surface-treated metal sheet | |
| CA2376377C (en) | Tin-plated steel sheet | |
| KR100378878B1 (en) | Zn-Mg electroplated metal sheet and fabrication process therefor | |
| JP5348431B2 (en) | Hot press member | |
| JPH04107274A (en) | Chromate treatment of galvanized steel sheet | |
| RU2465369C2 (en) | Steel plate with galvanic coating on zinc basis with good surface electric conductivity, which has primary corrosion-protection thin film layer | |
| CN101660164A (en) | Lubricating electro-galvanized steel plate and production method thereof | |
| JP4349149B2 (en) | Method for producing surface-treated steel sheet having excellent conductivity | |
| TW202115282A (en) | Surface-treated zinc coated steel sheet and method for producing the same | |
| JP7435924B1 (en) | Surface treated steel sheet and its manufacturing method | |
| JP3183630B2 (en) | Electrogalvanized steel sheet | |
| JP4935099B2 (en) | Metal plating material | |
| JP2010121201A (en) | Surface-treated steel sheet and method for producing the same | |
| JP3898122B2 (en) | Method for producing corrosion-resistant galvanized steel sheet | |
| JP2002080975A (en) | Surface treated steel sheet for motor case | |
| JP3876640B2 (en) | Organic coated steel plate with excellent sunspot resistance | |
| TW202227671A (en) | Surface-treated steel sheet and production method therefor | |
| TW202122628A (en) | Surface-treated galvanized steel sheet and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20140804 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210216 |