TW202122628A - 經表面處理之鍍鋅鋼板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的係提供一種經表面處理之鍍鋅鋼板，其係與磷酸鹽防鏽處理相比可在短時間進行表面處理，耐擦傷性及潤滑性高且加工性良好。本發明係關於一種經表面處理之鍍鋅鋼板，其係具有：鋼板及鍍鋅層、以及與前述鍍鋅層的表面接觸配置之含有磷酸鹽結晶的磷酸鹽皮膜。前述鍍鋅層的層厚(M)為0.05μm以上0.85μm以下，前述磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，前述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於前述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。

Description

經表面處理之鍍鋅鋼板及其製造方法
本發明係關於經表面處理之鍍鋅鋼板及其製造方法。
在對鋼板施以模壓及鍛造等加工時，為了提高鋼板與模具之間的潤滑性或抑制燒灼的產生等鋼板的磨耗(擦傷)，有於鋼板與模具之間含浸潤滑油或於鋼板的表面預先施以潤滑處理之情形。尤其是，在加工的條件較嚴苛時，與潤滑油的含浸不同，由於不易產生油膜分解且與鋼板之間的密著性較高，故有於加工前之鋼板的表面形成含有磷酸鹽結晶及金屬皂之潤滑處理層(磷酸鹽防鏽處理(bonderizing))之情形。
此外，亦已知藉由在鍍鋅層的表面形成磷酸鹽結晶，可提高鋼板的耐擦傷性。
於專利文獻1中記載有藉由調整上述鍍鋅層的附著量及表面粗糙度、以及磷酸鹽皮膜的附著量，可降低磷酸鋅皮膜的剝離量等而提高鋼板的加工性。具體而言，於專利文獻1中記載藉由將鋅鍍覆的附著量設為2.0至29.6g/m2，鍍鋅層的表面粗糙度(Ra)設為0.5至1.6μm，磷酸 鹽皮膜的附著量(M)設為0.5至3.5g/m2，更將M/Ra設為1.2以上，可提高鋼板的加工性。
再者，於專利文獻2中記載一種冷軋鋼板的製造方法，其係於退火後的鋼板形成鍍覆量為4g/m2以下的電鍍鋅層，進一步進行磷酸鹽處理(例如磷酸的附著量為2.1g/m2或2.2g/m2)或鉻酸鹽處理。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2001-214281號公報
專利文獻2：日本特開2000-087257號公報
根據本發明者們的探討，在對鋼板施以磷酸鹽防鏽處理時，為了使磷酸鹽結晶充分地附著於鋼板的表面，必須耗費充分的時間進行磷酸鹽處理。因而難以達成磷酸鹽防鏽處理鋼板之生產的高速化。
再者，根據本發明者們的探討，如磷酸鹽防鏽處理般於鋼板的表面直接地析出之磷酸鹽結晶，係因在加工時與模具之接觸及摩擦而受到破壞，容易從鋼板的表面剝離。因此，在對鋼板施以多段模壓加工等時，於第1段的加工中多量的磷酸鹽結晶剝離，有造成於第2段之後的加工時使鋼板部分地暴露而使潤滑性降低之情形。
於專利文獻1中記載有調整鍍鋅層的附著量及表面粗糙度、以及磷酸鹽皮膜的附著量形成磷酸鹽皮膜時，可降低磷酸鋅皮膜的剝離量。然而，根據本發明者們的探討，專利文獻1所記載之方法亦無法稱為可充分地抑制燒灼的產生。
再者，於專利文獻2中記載藉由將鍍覆量限定在4g/m2以下，可抑制因電鍍鋅層的形成成為限速(rate-limiting)所導致之冷軋鋼板的連續退火產線全體之處理速度的降低。然而，以專利文獻2所記載之方法製作出之鍍鋅鋼板亦無法稱為可充分地抑制燒灼的產生。
本發明係根據上述問題者，其目的在於提供一種與磷酸鹽防鏽處理相比可在短時間內進行表面處理，耐擦傷性及潤滑性高且加工性良好之經表面處理之鍍鋅鋼板，以及該鍍鋅鋼板的製造方法。
本發明係關於一種經表面處理之鍍鋅鋼板，其係具有：鋼板、配置在上述鋼板之至少一側表面之鍍鋅層、以及與前述鍍鋅層的表面接觸配置之含有磷酸鹽結晶的磷酸鹽皮膜。前述鍍鋅層的層厚(M)為0.05μm以上0.85μm以下，前述磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，前述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於前述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。
再者，本發明係關於一種經表面處理之鍍鋅鋼板的製造方法，其係包含：準備鍍鋅鋼板之步驟，該鍍鋅鋼板係具有層厚(M)為0.11μm以上1.00μm以下之鍍鋅層；以及形成磷酸鹽皮膜之步驟，該磷酸鹽皮膜係與前述鍍鋅層的表面接觸，磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2 以下，並且，前述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於前述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。
根據本發明，係提供一種與磷酸鹽防鏽處理相比可在短時間內進行表面處理，耐擦傷性及潤滑性高且加工性良好之經表面處理之鍍鋅鋼板，以及該鍍鋅鋼板的製造方法。
110a、110b、110c:鋼板
120b、120c:鍍鋅層
130a、130b、130c:磷酸鹽結晶
140a:皂層
140b、140c:潤滑皮膜
150:燒灼
210a、210b、210c:模具
第1A圖為示意性地顯示磷酸鹽結晶直接析出於表面之鋼板於模壓加工前之表面附近模樣之剖面圖，第1B圖為示意性地顯示模壓加工中之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第1C圖為示意性地顯示模壓加工後之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖。
第2A圖為示意性地顯示有關本發明的一實施形態之經表面處理之鍍鋅鋼板於模壓加工前之表面附近模樣之剖面圖，第2B圖為示意性地顯示模壓加工中之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第2C圖為示意性地顯示模壓加工後之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖。
第3A圖為示意性地顯示增厚鍍鋅層的厚度並於該鍍鋅層的表面形成磷酸鹽結晶及潤滑皮膜後之鍍鋅鋼板於模壓加工前之表面附近模樣之剖面圖，第3B圖為示意性地顯示模壓加工中之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第3C圖為示意性地顯示模壓加工後之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖。
第4圖為顯示製造本發明的一實施形態之上述鍍鋅鋼板之方法的工作流程。
1.經表面處理之鍍鋅鋼板
本實施形態之經表面處理之鍍鋅鋼板係至少具有：鋼板及配置在上述鋼板之至少一側表面之鍍鋅層、以及接觸於上述鍍鋅層的表面且層狀地配置之複數個磷酸鹽結晶。於本實施形態之經表面處理之鍍鋅鋼板中，上述鍍鋅層的層厚(M)為0.05μm以上0.85μm以下，上述磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，上述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於上述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。
由於上述經表面處理之鍍鋅鋼板係使磷酸鹽結晶與鍍層的表面接觸而析出，故與使磷酸鹽結晶直接於鋼板的表面析出之磷酸鹽防鏽處理等相比，能夠以更短時間進行鋼板之磷酸鹽結晶的配置(析出)。此係推測屬於鍍鋅層的主成分之鋅對磷酸鹽處理液之反應性高於構成鋼板之鐵之故。
再者，藉由將鍍鋅層的層厚(M)、磷酸鹽結晶的附著量(H)以及磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)設為上述範圍，上述鍍鋅鋼板於加工時不易產生磷酸鹽結晶的剝離。此可推測為於加工時相對軟質的鍍鋅層變形並吸收應力，另一方面，亦維持磷酸鹽結晶與模具的接觸狀態之故。
上述經表面處理之鍍鋅鋼板可具有與上述磷酸鹽結晶接觸配置之含有潤滑劑之有機樹脂皮膜或無機皮膜(以下僅稱為「潤滑皮膜」)，亦可不具有潤滑皮膜而使磷酸鹽皮膜配置在最表面。
第1圖為示意性地顯示鋼板於模壓加工前後之表面附近模樣之剖面圖，該鋼板係如磷酸鹽防鏽處理般之使磷酸鹽結晶直接地析出於表面。第1A圖為示意性地顯示模壓加工前之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第1B圖為示意性地顯示模壓加工中之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第1C圖為示意性地顯示模壓加工後之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖。
如第1A圖所示，此時磷酸鹽結晶130a從鋼板110a直接析出，並且進一步於鋼板110a的表面形成含有金屬皂之皂層140a。如第1B圖所示，在對此鋼板施以模壓加工時，直接析出於鋼板110a的表面之磷酸鹽結晶130a，係由於與滑動之模具210a的接觸及鋼板的變形，容易受到施加於磷酸鹽結晶之應力所破壞而容易從鋼板110a的表面剝離。因此，在更對此加工後的鋼板更進一步加工(第2段之後的加工)時，磷酸鹽結晶剝離而使暴露之鋼板與模具接觸並摩擦，而有產生由此所造成之燒灼的情形。
第2圖為示意性地顯示本實施形態之鍍鋅鋼板於模壓加工前後之表面附近模樣之剖面圖。第2A圖為示意性地顯示模壓加工前之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第2B圖為示意性地顯示模壓加工中之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第2C圖為示意性地顯示模壓加工後之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖。
如第2A圖所示，在本實施形態中，鍍鋅層120b形成於鋼板110b的表面，磷酸鹽結晶130b從鍍鋅層120b的表面析出。再者，潤滑皮膜140b進一步形成於鍍鋅層120b的表面。在對此鋼板施以模壓加工時，如第2B圖所示，由於鍍鋅層120b變形而吸收往磷酸鹽結晶130b之應力，即使與滑動之模具210b的接觸及摩擦，亦不易被破壞及剝離磷酸鹽結晶130b。此外，此時由於鍍鋅層120b的厚度並不太大，即使磷酸鹽結晶130b進入鍍鋅層120b，磷酸鹽結晶130b的頭部仍舊從鍍鋅層120b的表面突出。因此，如第2C圖所示，於加工後之鋼板110b的表面上仍容易殘存鍍鋅層120b及磷酸鹽結晶130b。在進一步對此加工後的鋼板進行加工(第2段之後的加工)時等，由於在鋼板110b的表面殘存磷酸鹽結晶130b，所以可維持潤滑性及耐擦傷性。
第3圖為示意性地顯示增厚鍍鋅層的厚度並於該鍍鋅層的表面形成磷酸鹽結晶及潤滑皮膜時，模壓加工前後之表面附近模樣之剖面圖。第3A圖為示意性地顯示模壓加工前之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第3B圖為示意性地顯示模壓加工中之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖，第3C圖為示意性地顯示模壓加工後之上述鋼板之表面附近模樣之剖面圖。
如第3A圖所示，此時，在鋼板110c的表面形成層厚較厚之鍍鋅層120c，並且，從鍍鋅層120c的表面析出磷酸鹽結晶130c。再者，進一步於鍍鋅層120c的表面形成潤滑皮膜140c。在對此鋼板施以模壓加工時，如第3B圖所示，由於與滑動之模具210c的接觸及摩擦，磷酸鹽結晶130c進入相對軟質的鍍鋅層120c中導致磷酸鹽結晶130c被埋沒。在 此狀態下進一步滑動模具210c時，模具210c與鍍鋅層120c接觸並摩擦。因此如第3C圖所示，於加工後之鍍鋅層120c的表面容易產生燒灼150。
此外，在磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)充分地大(H/M充分地大)時，由於其他磷酸鹽結晶阻礙加工時的磷酸鹽結晶往鍍鋅層之進入，故推測不易產生因磷酸鹽結晶的埋沒所導致之燒灼。相反地，在磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)較小(H/M較小)時，由於磷酸鹽結晶容易進入加工時的鍍鋅層，故推測容易產生因磷酸鹽結晶的埋沒所導致之燒灼。
據此，藉由適當地調整鍍鋅層的層厚(M)及磷酸鹽結晶的附著量(H)，可抑制加工時之磷酸鹽的結晶並且亦可抑制燒灼的產生。
此外，上述鍍鋅層、磷酸鹽結晶及潤滑皮膜亦可僅形成於鋼板的表面(表側面及背側面)中的單面，亦可形成於雙面。僅形成於單面時，於其他表面上可不形成此等層中的任一層，亦可僅形成有此等層的一部分(例如，僅鍍鋅層)。
1-1.鋼板
鋼板只要是可形成鍍鋅層之鋼板即可，可因應上述經表面處理之鍍鋅鋼板的用途等，自低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼及鉻鉬鋼等的合金鋼等進行選擇。例如在以良好的模壓成形性為必要之情形下，較佳係使用低碳Ti添加鋼及低碳Nb添加鋼等之深引伸(deep drawing)用鋼板。上述鋼板可為添加有P、Si、Mn等之高強度鋼板。
1-2.鍍鋅層
鍍鋅層為以鋅為主成分之鍍層。構成鍍鋅層之鍍覆可因應上述經表面處理之鍍鋅鋼板的用途等，選自Zn鍍覆(純鋅鍍覆)、Zn-Al系合金鍍覆、Zn-Mg合金鍍覆、Zn-Ni合金鍍覆及Zn-Al-Mg系合金鍍覆等。
此等當中，從使鍍鋅層變得更軟質以使鍍層容易跟隨加工時之鋼板的變形之觀點而言，鍍鋅層較佳是藉由以鋅及不可避免的雜質所組成之純鋅鍍覆所構成之層。於純鍍鋅層的表面析出磷酸鹽結晶時，即使於加工時鋼板變形，鍍層及磷酸鹽結晶容易跟隨上述變形而不易產生磷酸鹽結晶的破壞及剝離。
再者，鍍鋅層可為藉由電鍍法、熔融鍍覆法及蒸鍍鍍覆法等一般所知的任一方法所形成之鍍層。此等當中，從於鋼板表面更均勻地形成鍍鋅層之觀點而言，鍍鋅層較佳是電鍍法所形成之鍍層，該電鍍法係藉由在pH低(約pH2)的鍍覆液中蝕刻鋼板的表面，在鋼板表面的更寬廣範圍活化之狀態下施以鍍覆。尤其是，在鋼板含有Si及Mn等容易氧化的元素時，容易於鋼板的表面形成不均的氧化層。此時根據電鍍法，亦可一邊藉由蝕刻上述氧化層，或是藉由因通電所形成之氫發泡來去除上述氧化層(及其他雜質)一邊進行電鍍，所以可形成更均勻的鍍鋅層。再者，根據電鍍法，容易形成如後述般更薄的鍍鋅層。藉由電鍍法所形成之鍍鋅層於鋼板之間並未中介鋅與鐵之合金層，而是直接配置在鋼板表面。
屬於鍍鋅層主成分之Zn於磷酸鹽處理時的pH(約pH3至4)下，較屬於鋼板的主成分之Fe更容易被蝕刻。因此，鍍鋅層係在利用因蝕刻所造成之pH上升使磷酸鹽結晶析出之磷酸鹽處理時，更容易使磷酸鹽結晶析出於鍍鋅層的表面，而可大幅縮短磷酸鹽處理時所需之時間。
再者，於鋼板的表面形成上述不均的氧化層時，欲使磷酸鹽結晶直接析出於鋼板的表面時，由於在鋼板表面與氧化層表面上磷酸鹽結晶的析出容易度不同，所以磷酸鹽結晶的分布容易產生不均。因此，在欲均勻地析出磷酸鹽結晶時，需進行更長時間的磷酸鹽處理。再者，在欲縮短磷酸鹽防鏽處理時間時，磷酸鹽結晶的分布亦產生不均，在未充分地析出磷酸鹽結晶之部分，加工時之鋼板與模具之間的潤滑性不足，容易產生加工不良。相對於此，在使磷酸鹽結晶析出於鍍鋅層表面時，由於難以產生上述鋼板表面的氧化層分布不易的影響，即使是短時間的磷酸鹽處理，亦可使磷酸鹽結晶更均勻地分布。例如，在磷酸鹽防鏽處理等之使磷酸鹽結晶直接地析出於鋼板的表面時，需大約10分鐘的處理時間，即使如此，仍有產生磷酸鹽處理的處理不均。另一方面，在使磷酸鹽結晶析出於鍍鋅層的表面時，即使是10秒以下的處理時間，仍可均勻地析出磷酸鹽結晶。
鍍鋅層的層厚(M)為0.05μm以上0.85μm以下。在上述層厚(M)為0.05μm以上時，由於在鋼板加工時鍍鋅層變形而容易吸收應力，所以不易產生加工時之磷酸鹽結晶的破壞及剝離。在上述層厚(M)為0.85μm以下時，由於在鋼板的加工時磷酸鹽結晶不易埋沒於鍍鋅層，所以於加工時不易產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼。從上述觀點而言，上述層厚(M)較佳為不會埋沒磷酸鹽結晶且可吸收變形時的應力之厚度，例如較佳為0.07μm以上0.7μm以下，更佳為0.14μm以上0.56μm以下，又更佳為0.21μm以上0.56μm以下，特佳為0.28μm以上0.56μm以下。
上述鍍鋅層的層厚(M)可設為對於在鍍鋅層之厚度方向上的剖面所拍攝之掃描型電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)影像進行觀察並測定之值。
再者，從同樣的觀點而言，鍍鋅層的附著量較佳為0.30g/m2以上且未達6.09g/m2，更佳為0.30g/m2以上且未達5.00g/m2，又更佳為0.30g/m2以上且未達2.80g/m2，再更佳為0.30g/m2以上且未達1.80g/m2，特佳為0.30g/m2以上且未達1.10g/m2。
上述鍍鋅層的附著量可設成為：將以密封片覆蓋鍍覆鋼板的背面並衝壓為預定大小(例如，45mmφ)所製作出之試驗片，浸漬在10%的鹽酸5分鐘後，從浸漬前後的重量差所算出之值。此外，對形成有磷酸鹽皮膜之鍍鋅鋼板測定上述鍍鋅層的附著量時，可在事前將鋼板浸漬在二鉻酸銨水溶液(二鉻酸銨：20g/L、濃銨：480g/L)15分鐘以去除磷酸鹽結晶後，藉由上述方法計算出鍍鋅層的附著量。
鍍鋅層的層厚(M)與附著量之關係是因應鍍覆的種類(原子比等)而不同，例如，關於純鋅鍍覆，層厚(M)每增厚(或薄化)1μm，附著量約增大(或減少)7.16g/m2。
1-3.磷酸鹽皮膜
磷酸鹽皮膜為形成於上述鍍鋅層的表面之含有磷酸鹽結晶之皮膜。
磷酸鹽皮膜為於上述鍍鋅層的表面上配置有複數個磷酸鹽結晶而成之皮膜，該複數個磷酸鹽結晶係由具有磷酸陰離子之化合物且係可形成水難溶性的結晶之化合物所構成者。磷酸鹽結晶的例子包含：磷酸 鎂、磷酸錳、磷酸鋅、磷酸鐵、磷酸鋅鐵、磷酸鋅鈣等。磷酸鹽皮膜可含有Ni、Mn、Mg、Ca、Co及Fe等金屬元素或脂肪族胺等作為其他成分。
上述磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下。在上述附著量(H)為0.5g/m2以上時，由於磷酸鹽結晶充分地被覆鍍鋅層的表面，所以於加工時不易產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼。再者，在上述附著量(H)為3.5g/m2以下時，可於加工時不易使磷酸鹽結晶受到凝聚破壞。從上述觀點而言，上述附著量(H)較佳為0.5g/m2以上2.8g/m2以下。
上述磷酸鹽結晶的附著量(H)可設為：在以二鉻酸銨水溶液(二鉻酸銨：20g/L、濃銨：480g/L)溶解磷酸鹽結晶時，從經表面處理之鍍鋅鋼板的質量於溶解前後的變化量所算出之值。
此外，上述磷酸鹽結晶相對於鍍鋅層的表面積之被覆率較佳為75%以上。在上述被覆率為75%以上時，由於磷酸鹽結晶充分地被覆鍍鋅層的表面，所以於加工時不易產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼。從上述觀點而言，上述被覆率較佳為80%以上，更佳為85%以上。上述被覆率的上限可設為100%，惟，從磷酸鹽處理的短時間化之觀點而言，較佳為98%以下。
上述被覆率可設為藉由一般所知的影像解析軟體，對拍攝經表面處理之鍍鋅鋼板的表面之SEM影像進行解析所得到之值。
再者，上述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於上述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。在上述比率(H/M)為4.0以上時，由於相對於鍍鋅層形成有充分量的磷酸鹽結晶，所以於加工時磷酸鹽結晶 難以進入於鍍鋅層的內部，於加工時不易產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼。在上述比率(H/M)為12.0以下時，由於相對於磷酸鹽結晶的附著量形成有充分厚度的鍍鋅層，所以於加工時磷酸鹽結晶充分地埋入於鍍鋅層，使磷酸鹽結晶不易剝離。從上述觀點而言，上述比率(H/M)較佳為5以上10以下，尤佳為7以上10以下，更佳為8以上10以下。
磷酸鹽結晶的大小只要是在可滿足上述附著量(H)及比率(H/M)下即可，並無限定，長邊的平均值較佳為5.0μm以上30μm以下。在上述長邊的平均值為5.0μm以上時，由於磷酸鹽結晶充分地被覆鍍鋅層的表面，所以於加工時不易產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼。再者，在上述長邊的平均值為30μm以下時，即使於加工時鋼板變形，磷酸鹽結晶亦容易跟隨上述變形而不易產生磷酸鹽結晶的破壞及剝離。從上述觀點而言，上述長邊的平均值尤佳為5μm以上25μm以下，更佳為5μm以上20μm以下。
再者，同樣地，磷酸鹽結晶的大小較佳係短邊的平均值為0.5μm以上2.5μm以下。在上述短邊的平均值為0.5μm以上時，由於磷酸鹽結晶充分地被覆鍍鋅層的表面，所以於加工時不易產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼。再者，在上述短邊的平均值為2.5μm以下時，即使於加工時鋼板變形，磷酸鹽結晶亦容易跟隨上述變形而不易產生磷酸鹽結晶的破壞及剝離。從上述觀點而言，上述短邊的平均值更佳為0.5μm以上2.0μm以下，又更佳為0.5μm以上1.5μm以下。
於本實施形態中，為了調整磷酸鹽結晶的附著量(H)以及上述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於上述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)，較佳係於磷酸鹽處理前，使表面調整劑附著於鍍鋅層的表面。
表面調整劑可將用以使磷酸鹽結晶成長之成為核的多數個微粒子賦予至上述鍍鋅層的表面。然後，進行磷酸鹽處理時，由於以上述多數個微粒子作為核而成長磷酸鹽結晶，所以可形成多數個相對尺寸較小，且即使於加工時鋼板變形，亦容易跟隨上述變形之磷酸鹽結晶。再者，可縮短磷酸鹽處理時間。
上述表面調整劑的例子包含鈦膠體及磷酸鹽微粒子等。
1-4.潤滑皮膜
上述潤滑皮膜為含有潤滑劑之有機樹脂皮膜或無機皮膜。
上述潤滑皮膜除了藉由其本身的潤滑性來進一步提高經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性之外，亦可藉由發揮作為黏合劑的作用來進一步抑制磷酸鹽結晶的剝離。再者，由於潤滑皮膜於加工時配置在鍍鋅層與模具之間，所以亦可藉由抑制鍍鋅層與模具之接觸而抑制燒灼。
再者，上述潤滑皮膜與藉由磷酸鹽防鏽處理所形成之皂層不同，於加工時不易附著於製造裝置及加工裝置(切條機(Slitter)及剪切機等)。因此，上述潤滑皮膜與藉由磷酸鹽防鏽處理所形成之皂層不同，可抑制因使用同一裝置使上述所附著之皂層的材料附著於後續進行加工之加工品所造成之上述加工品的污染，並且不須為了抑制上述附著而頻繁地進行裝置的洗淨。
上述潤滑劑只要是可賦予至鍍覆鋼板的表面以賦予潤滑性之一般所知的潤滑劑即可。上述潤滑劑的例子包含：含有氟系蠟、聚乙烯系蠟及苯乙烯系蠟等之高分子系合成蠟等有機系潤滑劑；以及含有氧化矽、二硫化鉬、滑石及石墨等無機系潤滑劑等。
上述潤滑皮膜的附著量相對於磷酸鹽結晶的體積較佳為35體積%以上500體積%以下。在上述附著量相對於磷酸鹽結晶的體積為35體積%以上時，可充分地達到上述磷酸鹽結晶之剝離的抑制，以及因抑制鍍鋅層與模具之接觸所達到之燒灼的抑制效果。在上述附著量相對於磷酸鹽結晶的體積為500體積%以下時，由於潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶之附著量不會過多，所以可抑制於加工時因潤滑皮膜的一部分破裂及剝離所造成之較大皮膜剝片的產生。從上述觀點而言，上述潤滑皮膜的附著量相對於磷酸鹽結晶的體積較佳為35體積%以上300體積%以下，更佳為50體積%以上300體積%以下，又更佳為80體積%以上250體積%以下。
此外，於加工時產生較大皮膜剝片時，於連續加工時該皮膜剝片附著於模具並堆積，有產生往加工物之壓入之情形。再者，於加工時產生較大皮膜剝片時，為了去除該皮膜剝片而須提高模具的洗淨頻率，亦容易導致加工成本的增加。相對於此，於本實施形態中，藉由將上述潤滑皮膜的附著量設為上述範圍，可抑制磷酸鹽結晶的剝離及燒灼，並且可抑制往加工物之壓入或洗淨次數的增大。
上述潤滑劑的附著量較佳為0.1g/m2以上3.0g/m2以下。在上述附著量為0.1g/m2以上時，可進一步提高上述經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性。再者，上述附著量超過3.0g/m2時，有時會達到飽和，所以於上 述附著量為3.0g/m2以下時，可抑制上述經表面處理之鍍鋅鋼板的製造成本，並且，可進一步減少於加工時所產生之皮膜殘渣的量。
上述潤滑劑是以成為基礎成分之有機樹脂或無機成分作為黏合劑，並配置在上述經表面處理之鍍鋅鋼板之較上述鍍鋅層更外側(與鋼板為相反側)。
有機樹脂之上述基礎成分的例子包含：胺基甲酸酯系樹脂、環氧樹脂、包含聚乙烯、聚丙烯及乙烯-丙烯酸共聚物等之烯烴系樹脂、包含聚苯乙烯等之苯乙烯系樹脂、聚酯以及此等之共聚物。此等有機樹脂可為變性物。
此等當中，從進一步提高耐蝕性及加工性之觀點而言，上述有機樹脂較佳為胺基甲酸酯樹脂。
上述胺基甲酸酯樹脂通常具有源自異氰酸酯化合物之構成單位及源自多元醇化合物之構成單位。
上述源自異氰酸酯化合物之構成單位的例子包含：源自脂肪族二異氰酸酯之構成單位以及源自脂環族二異氰酸酯之構成單位。上述脂肪族二異氰酸酯的例子包含：伸苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯及萘二異氰酸酯。上述脂環族二異氰酸酯的例子包含：環己烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、降莰烷二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯及四甲基二甲苯二異氰酸酯。
上述源自多元醇化合物之構成單位的例子包含源自聚烯烴多元醇化合物之構成單位。上述聚烯烴多元醇的例子包含：聚酯多元醇、 聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚縮醛多元醇、聚丙烯酸酯多元醇以及聚丁二烯多元醇。
上述胺基甲酸酯樹脂較佳為依據JIS K 7161所測定之拉伸破壞伸長率係10%以下。上述拉伸破壞伸長率可藉由源自異氰酸酯化合物之構成單位的種類、源自多元醇化合物之構成單位的種類、源自所共聚合之具有羧基的單體之構成單位的種類、鏈伸長劑的種類及各比率來調整。
上述胺基甲酸酯樹脂較佳為成為膜厚100μm時之拉伸破壞伸長度係10%以下。此胺基甲酸酯樹脂於加工時容易剝離為更小的剝片狀，藉此可抑制因膜狀地剝離之潤滑皮膜附著於加工品或模具者所造成之往加工品之按壓瑕疵的產生。從同樣的觀點而言，含有上述胺基甲酸酯樹脂之潤滑皮膜在依據JIS Z 2248(2014年)進行密著彎曲試驗後，藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)拍攝選自彎曲加工部中的任意5處，並從所拍攝之影像所算出之龜裂產生面積率的平均值，較佳為15%以上。龜裂產生面積率意指在以SEM所拍攝之影像的面積中，於有機樹脂皮膜上因龜裂的產生而使底層的鍍鋅層或鋼板暴露出之部分之面積的比率。上述胺基甲酸酯樹脂的拉伸破壞伸長度及龜裂產生率，可藉由在形成潤滑皮膜時之成膜輔助劑的添加量等來調整。
上述有機樹脂皮膜可含有選自由閥金屬(Valve metal)的氧化物、閥金屬的氫氧化物或閥金屬的氟化物所組成之群組之1種或2種以上的化合物(以下亦僅稱為「閥金屬化合物」)等。閥金屬化合物可降低環境負荷，並且，可將優異阻障作用賦予至有機樹脂皮膜。閥金屬意指該氧化物顯示高絕緣電阻之金屬。閥金屬可列舉出選自由Ti、Zr、Hf、V、Nb、 Ta、Mo及W所組成之群組之1種或2種以上的金屬。閥金屬化合物亦可使用一般所知者。
再者，藉由於有機樹脂皮膜含有閥金屬的可溶性氟化物，可將自修復作用賦予至有機樹脂皮膜。閥金屬的氟化物在溶解於環境中的水分後，在從皮膜缺陷部所暴露出之鍍覆鋼板的表面上可成為難溶性的氧化物或氫氧化物而再次析出，並埋填皮膜缺陷部。
再者，有機樹脂皮膜除了上述閥金屬的可溶性氟化物之外，亦可更含有可溶性或難溶性的金屬磷酸鹽或複合磷酸鹽。可溶性的磷酸鹽係從有機樹脂皮膜溶出於皮膜缺陷部，並與鍍覆鋼板的金屬反應而成為不溶性磷酸鹽，藉此可補足由閥金屬的可溶性氟化物所帶來之自修復作用。再者，難溶性的磷酸鹽可分散於有機樹脂皮膜中而提升皮膜強度。
屬於無機成分之上述基礎成分的例子係包含矽酸鈉、偏矽酸鈉及碳酸鋯等金屬鹽。
上述基礎成分與上述潤滑劑之間的比率，較佳係潤滑劑相對於基礎成分與潤滑劑的合計量之含量成為4質量%以上30質量%以下之比率。在上述潤滑劑的含量為4質量%以上時，可進一步提高上述經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性。再者，在上述潤滑劑的含量為30質量%以下時，可抑制上述經表面處理之鍍鋅鋼板的製造成本。
上述潤滑皮膜係接觸於上述磷酸鹽結晶的表面而配置在較上述鍍鋅層更外側。上述潤滑皮膜可配置在磷酸鹽皮膜的外側，或是進入於磷酸鹽結晶的間隙並與鍍鋅層接觸而配置(參考第2A圖)。
上述潤滑皮膜的膜厚較佳為0.2μm以上5.0μm以下，更佳為0.2μm以上2.5μm以下，又更佳為0.2μm以上2.0μm以下。
2.經表面處理之鍍鋅鋼板的製造方法
上述經表面處理之鍍鋅鋼板可藉由包含下列步驟之方法來製造：準備鍍鋅鋼板之步驟(步驟S110)，該鍍鋅鋼板具有層厚(M)為0.11μm以上1.00μm以下的鍍鋅層；以及與上述鍍鋅層的表面接觸而形成磷酸鹽皮膜之步驟(步驟S120)，該磷酸鹽皮膜係磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，且上述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於上述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。然後，更進一步與磷酸鹽皮膜接觸而形成潤滑皮膜(步驟S130)。
2-1.鍍鋅鋼板的製備(步驟S110)
第4圖為顯示製造上述鍍鋅鋼板之方法的工作流程。上述鍍鋅鋼板只要是具有前述鍍鋅層之鍍鋅鋼板即可。
構成上述鍍鋅層之鍍覆可為Zn鍍覆(純鋅鍍覆)、Zn-Al系合金鍍覆、Zn-Mg合金鍍覆、Zn-Ni合金鍍覆及Zn-Al-Mg系合金鍍覆等之任一種，較佳為純鋅鍍覆。
再者，上述鍍鋅層可為藉由電鍍法、熔融鍍覆法及蒸鍍鍍覆法等之一般所知的任一方法所形成之鍍層。此等當中，從於鋼板表面更均勻地形成層厚(M)更薄的鍍鋅層之觀點而言，較佳是藉由電鍍法所形成之鍍層。
上述鍍鋅層的層厚(M)為0.11μm以上1.00μm以下。上述層厚(M)較佳為0.11μm以上0.8μm以下，更佳為0.11μm以上0.4μm以下，又更佳為0.11μm以上0.3μm以下。
再者，上述鍍鋅層的附著量較佳為0.75g/m2以上且未達7.1g/m2，更佳為0.75g/m2以上且未達5.73g/m2，又更佳為0.75g/m2以上且未達2.86/m2，特佳為0.75g/m2以上且未達2.15g/m2。
上述鍍鋅層的層厚(M)及附著量為形成磷酸鹽皮膜後之層厚(M)及附著量。於磷酸鹽皮膜的形成時，由於鍍鋅層部分地溶解，故較佳係預先估算上述溶解量而將準備之鍍鋅鋼板所具有之鍍鋅層的層厚增厚些許(增加些許附著量)。
上述鍍鋅鋼板可準備已預先製造者，亦可於本步驟中於鋼板的表面上施以鍍鋅處理而製作。鍍鋅處理可藉由電鍍法、熔融鍍覆法及蒸鍍鍍覆法等一般所知的任一方法來進行，從於鋼板表面更均勻地形成層厚(M)更薄的鍍鋅層之觀點而言，較佳是藉由電鍍法來進行。
2-2.磷酸鹽皮膜的形成(步驟S120)
磷酸鹽皮膜係可於磷酸鹽處理液與鍍鋅層的表面接觸而使磷酸鹽結晶析出後，進行水洗及乾燥而形成。接觸方法的例子包含浸漬處理及噴霧處理等。
此時，以使磷酸鹽結晶的附著量(H)成為0.5g/m2以上3.5g/m2以下且上述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於上述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)成為4.0以上12.0以下之方式，一面調整一面形成磷酸鹽皮膜。
例如，可藉由表面調整劑的賦予量、作用為成核劑之表面調整劑的粒徑以及磷酸鹽處理方法(浸漬及噴霧等之時間等)，來調整磷酸鹽結晶的附著量(H)。
再者，從進一步抑制加工時往鍍鋅層之表面的燒灼之觀點而言，磷酸鹽處理較佳係進行至磷酸鹽結晶相對於上述鍍鋅層的表面積被覆75%以上為止，更佳進行至磷酸鹽結晶被覆80%以上為止，又更佳進行至磷酸鹽結晶被覆85%以上為止。上述被覆率的上限可設為100%，惟從磷酸鹽處理的短時間化之觀點而言，較佳為98%以下。
磷酸鹽處理液可藉由將前述磷酸鹽溶解於水溶劑，或是將磷酸及可生成後述金屬離子之金屬鹽溶解於水溶劑而調製。從析出充分量的磷酸鹽結晶且抑制因磷酸鹽的凝聚所造成之淤渣的產生之觀點而言，磷酸鹽處理液中之磷酸離子的濃度較佳為0.03莫耳/L以上0.5莫耳/L以下。
磷酸鹽處理液可含有具有-NH2或=NH之至少一者的官能基之多胺系有機抑制劑。多胺系有機抑制劑係藉由-NH2或=NH的作用而吸附於鍍層表面，並且使配向在外界側(處理液側)之烴基等的非極性基藉由分子間力來形成單分子膜，而阻礙磷酸鹽處理液所含有之蝕刻成分與鍍層表面之接觸。其結果可隔著適度的間隔使磷酸鹽的結晶粒子析出，並且亦可使磷酸鹽的結晶粒子達到細微化。
多胺系有機抑制劑的例子包含：含有聚乙胺、聚乙烯亞胺、聚醚胺及聚丙烯酸胺酯等之脂肪族多胺；以及含有聚苯胺等之芳香族多胺等。從提高磷酸鹽處理液中的穩定性之觀點而言，多胺系有機抑制劑較佳為脂肪族多胺。
從適度地調整所析出之磷酸鹽結晶的量之觀點而言，多胺系有機抑制劑的數量平均分子量較佳為200以上30000以下。再者，從適度地調整所析出之磷酸鹽結晶的量之觀點而言，磷酸鹽處理液中之多胺系有機抑制劑的濃度較佳為0.01質量%以上5質量%以下。
磷酸鹽處理液可更含有硝酸離子。硝酸離子可促進磷酸鹽的析出。
從適度地調整所析出之磷酸鹽結晶的量之觀點而言，磷酸鹽處理液中之硝酸離子的濃度較佳為0.01莫耳/L以上1.0莫耳/L以下。
磷酸鹽處理液可更含有氟化物。尤其在將磷酸鹽皮膜形成於含有Al之鍍層的表面時，從鍍層所溶出之Al有妨礙磷酸鹽的析出之情形，惟，藉由將氟化物添加於磷酸鹽處理液，可抑制此溶出Al的不良影響。上述氟化物的例子包含氟化鈉、氟化鉀、氟化氫鈉等。從適度地調整所析出之磷酸鹽結晶的量之觀點而言，磷酸鹽處理液中之氟化物的濃度較佳為0.001莫耳/L以上0.5莫耳/L以下。
磷酸鹽處理液的塗佈方法並無特別限定，可適當地選自使磷酸鹽處理液與鍍層的表面接觸之一般所知的方法。上述塗佈方法的例子包含噴霧法、浸漬拉起法等。
塗佈磷酸鹽處理液時之磷酸鹽處理液的溫度較佳為40℃以上80℃以下。在使用加溫至40℃以上80℃以下之磷酸鹽處理液時，可在短時間內使細微的磷酸鹽結晶達到穩定且多量地析出。
例如，在藉由噴霧法來塗佈加溫至40℃以上80℃以下之磷酸鹽處理液之情形下，以大約2至6秒析出磷酸鹽結晶並形成磷酸鹽皮膜。 再者，在藉由浸漬拉起法來塗佈加溫至40℃以上80℃以下之磷酸鹽處理液之情形下，以大約3至9秒析出磷酸鹽結晶並形成磷酸鹽皮膜。即使處理時間長於上述時間，磷酸鹽的析出亦達飽和，故無特別問題。
為了促進磷酸鹽的析出，於塗佈磷酸鹽處理液前可藉由一般所知的表面調整劑對鍍鋅層進行表面調整。
上述表面調整劑的例子包含鈦膠體及磷酸鹽微粒子等。
上述表面調整劑的賦予量較佳為5mg/m2以上80mg/m2以下，更佳為10mg/m2以上60mg/m2以下，又更佳為20mg/m2以上50mg/m2以下。
2-3.潤滑皮膜的形成(步驟S130)
潤滑皮膜係可將上述含有潤滑劑及基礎成分之潤滑處理液塗佈於磷酸鹽皮膜的表面並進行乾燥而形成。
從進一步提高所製造之經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性之觀點而言，上述潤滑劑的附著量較佳為0.1g/m2以上3.0g/m2以下。
再者，從進一步提高所製造之經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性之觀點而言，上述基礎成分與上述潤滑劑之間的比率較佳係潤滑劑相對於基礎成分與潤滑劑的合計量之含量成為4質量%以上30質量%以下之比率。
潤滑處理液的塗佈方法並無特別限定，可適當地選自將磷酸鹽處理液塗佈於鍍層表面之一般所知的方法。上述塗佈方法的例子包含噴霧法、浸漬拉起法等。
經塗佈之潤滑處理液的乾燥方法並無特別限定，可為自然乾燥或是例如在將爐溫設為100℃以上500℃以下之乾燥爐中的乾燥等。
[實施例]
[實施例1]
為了探討鍍鋅層的層厚及磷酸鹽結晶的附著量對經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性及耐擦傷性所造成之影響，係進行下述實驗。
使用板厚1.1mm的鉻鉬鋼(SCM415)作為基材鋼板。其合金組成如表1所示。
[表1]
Figure 109101766-A0202-12-0024-1
1.經表面處理之鍍鋅鋼板的製作
對上述基材鋼板依序進行以下方法之鍍覆處理及磷酸鹽處理，而製作屬於經表面處理之鍍鋅鋼板之表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板16。此時係因應所製作之表面處理鍍覆鋼板的不同，來變更鍍鋅層的層厚、磷酸鹽結晶的附著量以及磷酸鹽處理之各處理的有無。
再者，僅對上述基材鋼板進行以下方法之磷酸鹽處理而不進行鍍覆處理，藉此製作鍍覆鋼板17。
再者，僅對上述基材鋼板進行以下方法之鍍覆處理而不進行磷酸鹽處理，藉此製作鍍覆鋼板18。
1-1.鍍鋅處理
(前處理)
藉由電解對上述基材鋼板進行鹼脫脂，然後以濃度為50g/L的硫酸水溶液進行10秒的酸洗及洗淨。
(電鍍鍍鋅)
然後，使用液循環型的電鍍實驗裝置對上述基材鋼板實施電鍍。電鍍液為含有350g/L的硫酸鋅七水合物、80g/L的硫酸鈉以及pH成為1.3之量的硫酸之硫酸酸性電鍍浴。將上述基材鋼板浸漬在60℃的上述硫酸酸性電鍍浴，將電鍍浴與基材鋼板的相對流速設為1.0m/s，電流密度設為30A/dm2，並藉由改變通電時間來形成各種厚度的純鍍鋅層。
1-2.磷酸鹽處理
(表面調整)
將上述鍍覆鋼板浸漬在表面調整劑(Nihon Parkerizing股份有限公司製、Preparene X(「Preparene」為該公司的註冊商標)或Nihon Parkerizing股份有限公司製、Preparene 4028)5秒以進行表面調整。為了改變磷酸鹽結晶的附著量，故改變上述表面調整劑的濃度來浸漬上述各鍍覆鋼板。
(磷酸鹽處理)
以成為50g/L的濃度之方式，以水稀釋Nihon Parkerizing股份有限公司製、Palbond 3312M而形成磷酸鹽處理液。將經表面調整之上述鍍覆鋼板浸漬在處理溫度設為60℃之上述磷酸鹽處理液，並進行磷酸鹽處理直到鍍覆鋼板表面中的75%以上被磷酸鹽結晶被覆為止。
1-3.測定
(鍍層的層厚)
於剖面方向切斷所形成之表面處理鍍覆鋼板，並以SEM來觀察純鍍鋅層在厚度方向上的剖面，測定各純鍍鋅層的層厚(M)(μm)。
(潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶之體積率)
將所形成之經表面處理之鍍覆鋼板的表面形狀呈平均之部分切斷3處，對剖面進行鏡面研磨後，將皮膜剖面進行SEM觀察。此時，為了明確地觀察各皮膜的交界處(磷酸鹽結晶與潤滑皮膜之交界處)，在對剖面進行機械研磨後，藉由離子研磨等來進行精整研磨。從研磨後的剖面中，利用SEM並以5000倍拍攝5個視野之皮膜側的較平均處，並從各個影像中算出磷酸鹽結晶及潤滑皮膜的面積，將此等之比設為潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶之體積率。
2.評估
2-1.潤滑性
為了評估模壓加工時之潤滑鋼板平面的潤滑性，係使用平板滑動試驗來測定表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18的動摩擦係數。對於從各表面處理鍍覆鋼板所採集之長300mm及寬30mm的試驗片，於其表面塗佈成為1.5g/m2之量的加工油(大同化學工業股份有限公司Dairust RX-900V)後，在下列所示之條件下進行平面滑動試驗並測定動摩擦係數(拉動力/按壓荷重)。
(試驗條件)
壓模形狀：30mmL×50mmW的長平面(SKD11製模具)
按壓荷重：900N/mm2
拉動速度：100mm/分鐘
滑動長度：100mm
試驗溫度：室溫
判定基準：由平板滑動試驗所測得之動摩擦係數
藉由下列基準，從所得到之動摩擦係數評估表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18的潤滑性。
(評估基準)
◎：動摩擦係數為0.15以下
○：動摩擦係數超過0.15且為0.25以下
△：動摩擦係數超過0.25且為0.35以下
×：動摩擦係數超過0.35
2-2.耐擦傷性(引伸加工時)
為了評估引伸加工時的耐擦傷性，針對從表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18所採集之76mm
Figure 109101766-A0202-12-0027-16
的圓盤狀試驗片，於該表面塗佈成為1.5g/m2之量的加工油(大同化學工業股份有限公司Dairust RX-900V)後，實施3段圓筒引伸加工，並以目視從第2段及第3段的引伸加工後之縱壁部的外觀評估耐擦傷性。
(試驗條件)
第1段
衝頭徑：50mm
衝頭肩：5mmR
壓模徑：53mm
壓模肩：5mmR
引伸比：1.52
皺褶壓制壓力：2.8kN
第2段
衝頭徑：40mm
衝頭肩：5mmR
壓模徑：43mm
壓模肩：5mmR
第3段
衝頭徑：33mm
衝頭肩：5mmR
壓模徑：35mm
壓模肩：5mmR
以目視計算第2段及第3段的引伸加工後之縱壁部上之擦傷產生部的面積率，並藉由下列基準評估表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18的耐擦傷性。
(評估基準)
◎：面積率為15%以下
○：面積率超過15%且為25%以下
△：面積率超過25%且為50%以下
×：面積率超過50%
2-3.耐擦傷性(彎曲加工時)
為了評估於高面壓下具有反曲變形之模壓加工時的耐擦傷性，係對表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18實施引伸珠試驗。針對從各表面處理鍍覆鋼板所採集之長300mm及寬30mm的試驗片，於該表面塗佈成為1.5g/m2之量的加工油(大同化學工業股份有限公司Dairust RX-900V)後，藉由下列所示之條件重複實施拉動珠試驗。以目視從重複次數為1次的時間點及5次的時間點時之樣本的外觀評估耐擦傷性。
(試驗條件)
壓模形狀：單面凸型(珠粒R：0.5mm、珠粒高度：4mm)、單面凹型(肩R：2mm)、50mmW
按壓荷重：900N/mm2
拉動速度：100mm/分鐘
滑動長度：100mm
試驗溫度：室溫
判定基準：以目視評估拉動珠試驗後之擦傷產生部的面積率
以目視計算重複次數為1次的時間點及5次的時間點之彎曲加工後的加工部上之擦傷產生部的面積率，並分別藉由下列基準評估表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18的耐擦傷性。
(評估基準)
◎：面積率為15%以下
○：面積率超過15%且為25%以下
△：面積率超過25%且為50%以下
×：面積率超過50%
2-4.磷酸鹽結晶的剝離抑制
從上述耐擦傷試驗前與試驗後(重複次數為1次)的試驗片中分別切出30mm見方的樣本，並藉由螢光X射線分析來測定磷的螢光X射線強度，算出磷之試驗前後的減少率((試驗前的螢光 X 射線強度-試驗後的螢光 X 射線強度)/試驗前的螢光 X 射線強度)(%)來評估磷酸鹽結晶的剝離抑制率。
(評估基準)
◎：減少率為20%以下
○：減少率超過20%且為40%以下
△：減少率超過40%且為60%以下
×：減少率超過60%
表面處理鍍覆鋼板1至表面處理鍍覆鋼板18之鍍鋅層的層厚(M)、磷酸鹽皮膜中之磷酸鹽結晶的附著量(H)及磷酸鹽皮膜的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)，以及使用在潤滑皮膜的形成之潤滑處理液的種類及潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶的體積之附著量(體積率)，以及潤滑性、耐擦傷性(引伸加工時、彎曲加工時)及磷酸鹽結晶的剝離抑制之評估結果，係如表2所示。
[表2]
Figure 109101766-A0202-12-0031-2
如表2所示，鍍鋅層的層厚(M)為0.05μm以上0.85μm以下，磷酸鹽皮膜中之磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，並且磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下之表面處理鍍覆鋼板4、表面處理鍍覆鋼板5、表面處理鍍覆鋼板10至表面處理鍍覆鋼板14以及表面處理鍍覆鋼板16，其潤滑性及耐擦傷性皆良好，不易產生磷酸鹽結晶的剝離。
另一方面，鍍鋅層的層厚(M)未達0.05μm之表面處理鍍覆鋼板1，其耐擦傷性低。此可推測為由於鍍鋅層過薄，於鋼板的加工(拉動珠)時無法充分地變形而無法完全地吸收加工時的應力，因而產生加工時之磷酸鹽結晶的破壞及剝離之故。
再者，鍍鋅層的層厚(M)大於0.85μm之表面處理鍍覆鋼板6及表面處理鍍覆鋼板15，其重複加工時的耐擦傷性低。此可推測為於鋼板的加工時磷酸鹽結晶埋沒於鍍鋅層，所以於加工時產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼之故。
再者，磷酸鹽皮膜中之磷酸鹽結晶的附著量(H)未達0.5g/m2之表面處理鍍覆鋼板2，其耐擦傷性低。此可推測為由於磷酸鹽結晶無法充分地被覆鍍鋅層的表面，所以於加工時產生因模具與未被磷酸鹽結晶所被覆之鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼之故。
再者，磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)未達4.0之表面處理鍍覆鋼板3、表面處理鍍覆鋼板7、表面處理鍍覆鋼板9，其耐擦傷性低。此可推測為由於在鍍鋅層未形成充分量的 磷酸鹽結晶，所以於加工時磷酸鹽結晶進入於鍍鋅層的內部，於加工時產生因模具與鍍鋅層接觸及摩擦所造成之往鍍鋅層之表面的燒灼之故。
再者，磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)大於12.0之表面處理鍍覆鋼板8，其耐擦傷性低。此可推測為由於在加工時磷酸鹽結晶未充分地埋入於鍍鋅層，所以磷酸鹽結晶不易剝離之故。
再者，未進行鍍覆處理之表面處理鍍覆鋼板17以及未進行磷酸鹽處理之表面處理鍍覆鋼板18，其潤滑性及耐擦傷性皆低。
[實施例2]
為了探討由含有潤滑劑之有機樹脂皮膜或無機皮膜(潤滑皮膜)對經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性及耐擦傷性所造成之影響，係進行下列實驗。
1.經表面處理之鍍鋅鋼板的製作
1-1.潤滑處理液的調製
以表3所示之比率(表3中的數值是以質量份來表示各成分相對於此等的全質量之調配量)將表3所示之基礎成分及潤滑劑添加於純水並攪拌使其分散，然後以固形份成為15%之方式來稀釋而調製出6種潤滑處理液。
此外，使用為基礎成分之胺基甲酸酯系樹脂為Sumika Bayer Urethane股份有限公司製的PR135。再者，使用為潤滑劑之聚乙烯蠟為丸芳化學股份有限公司製的MYE-35G。再者，使用為潤滑劑之聚丙烯蠟為東邦化學股份有限公司製的P-5800。
[表3]
Figure 109101766-A0202-12-0034-3
1-2.潤滑皮膜的形成
將上述潤滑處理液中任一種藉由棒塗佈機塗佈於實施例1中所製作之表面處理鍍覆鋼板4，於爐溫390℃的乾燥爐內乾燥10秒，而形成表4所示之組合及附著量的潤滑皮膜，並設為表面處理鍍覆鋼板4-1至4-5。同樣地，將上述潤滑處理液中任一種同樣地塗佈於實施例1中所製作之表面處理鍍覆鋼板11並乾燥，而形成表4所示之組合及附著量的潤滑皮膜，並設為表面處理鍍覆鋼板11-1至11-5。同樣地，將上述潤滑處理液中任一種塗佈於實施例1中所製作之表面處理鍍覆鋼板16並乾燥，而形成表4所示之組合及附著量的潤滑皮膜，並設為表面處理鍍覆鋼板16-1至16-5。
1-3.測定
(潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶之體積率)
將所形成之經表面處理之鍍覆鋼板的表面形狀呈平均之部分切斷3處，對剖面進行鏡面研磨後，將皮膜剖面進行SEM觀察。此時，為了明確地觀察各皮膜的交界處(磷酸鹽結晶與潤滑皮膜之交界處)，在對剖面進行機械研磨後，藉由離子研磨等來進行精整研磨。從研磨後的剖面中，藉由 SEM並以5000倍拍攝5個視野之皮膜側的較平均處，並從各個影像中算出磷酸鹽結晶及潤滑皮膜的面積，將此等之比設為潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶之體積率。
2.評估
與實施例1同樣地評估上述各經表面處理之鍍鋅鋼板的潤滑性、耐擦傷性及磷酸鹽結晶的剝離抑制。
再者，藉由下列基準評估磷酸鹽結晶的剝離抑制效果。
2-5.磷酸鹽結晶的剝離抑制
於耐擦傷性(彎曲加工時)的第1次試驗後所產生之從表面處理鋼板所剝離之皮膜的剝片中，從較大者選出3個並求取該剝片之大小(容納該剝片之正方形的大小)的平均值。藉由下列基準，從所求取之剝片之大小的平均值評估剝片的大小。
(評估基準)
◎：剝片之大小的平均值為3mm見方以下
○：剝片之大小的平均值超過3mm見方且為5mm見方以下
△：剝片之大小的平均值超過5mm見方且為8mm見方以下
×：剝片之大小的平均值超過8mm見方
表面處理鍍覆鋼板4-1至4-5、表面處理鍍覆鋼板11-1至11-5、以及表面處理鍍覆鋼板16-1至16-5之鍍鋅層的層厚(M)、磷酸鹽皮膜中之磷酸鹽結晶的附著量(H)、磷酸鹽皮膜的附著量(H)相對於鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)及潤滑皮膜相對於磷酸鹽結晶之體積率，以及潤滑性、耐擦傷性及磷酸鹽結晶的剝離抑制之評估結果，係如表4所示。
[表4]
Figure 109101766-A0202-12-0036-4
如表4所示，形成有潤滑皮膜之表面處理鍍覆鋼板4-1至表面處理鍍覆鋼板4-5、表面處理鍍覆鋼板11-1至表面處理鍍覆鋼板11-5以及表面處理鍍覆鋼板16-1至表面處理鍍覆鋼板16-5，其潤滑性及耐擦傷性皆更良好。此可推測為由於潤滑皮膜進一步抑制磷酸鹽結晶的剝離，以及於加工時配置在鍍鋅層與模具之間之潤滑皮膜可抑制鍍鋅層與模具之接觸所帶來的效果之故。
本申請案為根據於2019年9月30日提出申請之日本國出願號碼2019-179563號而主張優先權之申請案，該申請案的申請專利範圍、說明書及圖面所記載之內容係援引於本申請案。
[產業上之可應用性]
根據本發明，係提供一種可在短時間內進行表面處理，並且於加工時不易產生磷酸鹽結晶的剝離之經表面處理之鍍鋅鋼板。再者，藉由本發明所提供之經表面處理之鍍鋅鋼板係與磷酸鹽防鏽處理不同，可在短時間內進行表面處理，並且於加工時不須頻繁地進行加工裝置的洗淨。因此，本發明係可期待對於鍍覆鋼板之更進一步的普及有所貢獻。
110b:鋼板
120b:鍍鋅層
130b:磷酸鹽結晶
140b:潤滑皮膜
210b:模具

Claims (4)

  1. 一種經表面處理之鍍鋅鋼板，係具有：鋼板、配置在前述鋼板之至少一側表面之鍍鋅層、以及與前述鍍鋅層的表面接觸配置之含有磷酸鹽結晶的磷酸鹽皮膜，其中，
    前述鍍鋅層的層厚(M)為0.05μm以上0.85μm以下，
    前述磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，
    前述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於前述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之經表面處理之鍍鋅鋼板，係具有與前述磷酸鹽皮膜接觸配置之潤滑皮膜，
    相對於前述磷酸鹽結晶的體積，前述潤滑皮膜的附著量為35體積%以上500體積%以下。
  3. 一種經表面處理之鍍鋅鋼板的製造方法，係包含下列步驟：
    準備鍍鋅鋼板之步驟，該鍍鋅鋼板係具有層厚(M)為0.11μm以上1.00μm以下之鍍鋅層；以及
    形成磷酸鹽皮膜之步驟，該磷酸鹽皮膜係與前述鍍鋅層的表面接觸，磷酸鹽結晶的附著量(H)為0.5g/m2以上3.5g/m2以下，並且，前述磷酸鹽結晶的附著量(H)相對於前述鍍鋅層的層厚(M)之比率(H/M)為4.0以上12.0以下。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之經表面處理之鍍鋅鋼板的製造方法，係具有形成潤滑皮膜之步驟，該潤滑皮膜係與前述磷酸鹽皮膜的表 面接觸，並且，相對於前述磷酸鹽結晶的體積，該潤滑皮膜為35體積%以上500體積%以下。
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