UA125320C2 - Спосіб обробки листового металу та листовий метал, який піддається обробці даним способом - Google Patents

Спосіб обробки листового металу та листовий метал, який піддається обробці даним способом Download PDF

Info

Publication number
UA125320C2
UA125320C2 UAA202002663A UAA202002663A UA125320C2 UA 125320 C2 UA125320 C2 UA 125320C2 UA A202002663 A UAA202002663 A UA A202002663A UA A202002663 A UAA202002663 A UA A202002663A UA 125320 C2 UA125320 C2 UA 125320C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
zinc
zinc sulfate
layer
strip
metal coating
Prior art date
Application number
UAA202002663A
Other languages
English (en)
Inventor
Лідія Рашіель
Лидия РАШИЕЛЬ
Фріда Жільбер
Фрида Жильбер
Ерве Деруль
Original Assignee
Арселорміттал
Арселормиттал
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Арселорміттал, Арселормиттал filed Critical Арселорміттал
Publication of UA125320C2 publication Critical patent/UA125320C2/uk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36—Elongated material
    • C23C2/40—Plates; Strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
    • C23C22/53—Treatment of zinc or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82—After-treatment
    • C23C22/83—Chemical after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/321—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer with at least one metal alloy layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C23C28/3225—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only with at least one zinc-based layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Винахід належить до сталевої основи з нанесеним щонайменше на одну з її лицьових поверхонь металевим покриттям на основі цинку або його сплавів, де на саме металеве покриття наносять покриття у вигляді шару на основі сульфату цинку, яке містить щонайменше одну зі сполук, вибраних з поміж моногідрату сульфату цинку, тетрагідрату сульфату цинку та гептагідрату сульфату цинку, де шар на основі сульфату цинку не містить ні гідроксисульфату цинку, ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп, при цьому поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку є більшою або дорівнює 0,5 мг/м2. Винахід також належить до відповідного способу обробки. 2

Description

Даний винахід відноситься до листового металу, який має сталеву основу, щонайменше на одну з лицьових поверхонь якої наносять металеве покриття на основі цинку або його сплавів.
Винахід, зокрема, відноситься до попереднього змащування даної сталевої основи з нанесеним покриттям та її обробки водними розчинами, які містять сульфати.
Листовий метал, який відноситься до даного типу, призначений, зокрема, для використання при виготовленні деталей для автомобілів, хоча даними галузями його застосування не обмежується.
З публікації УМО00/15878 уже відома обробка листового металу з нанесеним покриттям із цинку з використанням водного розчину, який містить сульфат цинку, для одержання на покритті на основі цинку шару гідроксисульфата цинку. Даний конверсійний шар гідроксисульфата цинку надає попередньо змащеному листовому металу з нанесеним покриттям із цинку більш високих експлуатаційних характеристик у порівнянні з тими, які одержують шляхом фосфатування.
Проте, за спостереженнями даний конверсійний шар на основі гідроксисульфата цинку може забезпечувати недостатню адгезію до клеїв, які використовуються в галузі автомобілебудування, а саме, клеїв на епоксидній основі.
Тому завдання даного винаходу полягає в усуненні недоліків (виробничого обладнання й технологічних процесів) попереднього рівня техніки в результаті пропозиції обробки поверхні, яка забезпечує достатню адгезію до клеїв, які використовуються в галузі автомобілебудування, а саме, клеїв на епоксидній основі.
Для розв'язання зазначеного завдання пропонується сталева основа з нанесеним, щонайменше, на одну з її лицьових поверхонь металевим покриттям на основі цинку або його сплавів, де на саме металеве покриття наносять покриття у вигляді шару на основі сульфату цинку, що містить щонайменше одну зі сполук, обраних з поміж моногідрата сульфату цинку, тетрагідрата сульфату цинку й гептагідрата сульфату цинку, де шар на основі сульфату цинку не містить ні гідроксисульфата цинку, ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп, при цьому поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку є більшою або дорівнює 0,5 мг/м.
Запропонована винаходом сталева основа, також може характеризуватися перерахованими нижче необов'язковими ознаками, розглянутими окремо або в комбінації: - металеве покриття на основі цинку або його сплавів, яке містить від 0,2 95 до 0,4 95 (мас.) алюмінію, при цьому залишок є цинком і неминучими домішками, які утворюються в результаті проведення технологічного процесу виготовлення, - металеве покриття на основі цинку або його сплавів, яке містить щонайменше 0,1 95 (мас.) магнію, - металеве покриття на основі цинку або його сплавів, яке містить щонайменше один елемент з поміж магнію, з рівнем вмісту аж до 10 95 (мас.), алюмінію, з рівнем вмісту аж до 20 95 (мас.), кремнію, з рівнем вмісту аж до 0,3 95 (мас.), - поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку перебуває в діапазоні між 3,7 і 27 мг/м.
Другим об'єктом винаходу є автомобільна деталь, яка виготовлена зі запропонованої винаходом сталевої основи.
Третім об'єктом винаходу є спосіб обробки при переміщенні металевого штрипса, який включає стадії, на яких, відповідно: - () одержують штрипс зі сталі з нанесеним, щонайменше, на одну з її лицьових поверхонь металевого покриття на основі цинку або його сплавів, - (ї) на металеве покриття наносять водний робочий розчин для обробки поверхні, який містить щонайменше 0,01 моль/л сульфату цинку, шляхом простого приведення в контакт таким чином, щоб одержати плівку вологи, - (ії) згодом водний робочий розчин для обробки поверхні висушують у сушарці за температури повітряного висушування, що становить менше, ніж 80 "С, при цьому час між нанесенням водного робочого розчину для обробки поверхні на металеве покриття й виходом із сушарки становить менше, ніж 4 секунди, де швидкість штрипса, товщину плівки вологи, початкову температуру штрипса й витрати повітря адаптують для одержання на металевому покритті шару на основі сульфату цинку, який не містить ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп, при цьому поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку є більшою або дорівнює 0,5 мг/м.
Запропонований винаходом спосіб обробки, також може характеризуватися перерахованими нижче необов'язковими ознаками, розглянутими окремо або в комбінації: - металеве покриття одержували з використанням технологічного процесу нанесення 60 покриття шляхом занурення в розплав у ванні з розплавленим цинком, що у деяких випадках містить щонайменше один елемент з поміж магнію, з рівнем вмісту аж до 10 95 (мас.), алюмінію, з рівнем вмісту аж до 20 95 (мас.), кремнію, з рівнем вмісту аж до 0,3 95 (мас.), - до нанесення водного робочого розчину для обробки поверхні металеве покриття знежирюють, - водний робочий розчин для обробки поверхні містить від 20 до 160 г/л гептагідрата сульфату цинку, - швидкість штрипса перебуває в діапазоні між 60 і 200 м/хв., - товщина плівки вологи перебуває в діапазоні між 0,5 і 4 мкм, - початкова температура штрипса перебуває в діапазоні між 20 ї 50 ес, - витрати повітря знаходяться в діапазоні між 5000 і 50000 н мз/годину, - на шар на основі сульфату цинку наносять плівку мастила з масою покриття, що становить менше, ніж 2 г/м.
Як це ні дивно, але відповідно до спостережень винахідників присутність самого гідроксисульфата цинку в конверсійному шарі приводить до одержання слабкої адгезії листового металу, який піддається обробці, до деяких клеїв, а саме, до клеїв на епоксидній основі.
Як це розуміють винахідники, не бажаючи обмежувати себе будь-якою науковою теорією, гідроксильні групи структури гідроксисульфата цинку вступають у реакцію з епоксидною системою клею, що призводить до виникнення проблем, пов'язаних з адгезією. Зокрема, їх присутність погіршує міжфазні зв'язки цинк/епоксид, а також приводить до пластифікації клею.
Виключення гідроксисульфата цинку з композиції шару апріорі є неможливим, оскільки він утворює виділення на металевому покритті відразу після нанесення на металеве покриття водного розчину, як тільки значення рН досягне 7 внаслідок окиснення металевого покриття.
Крім цього, відповідно до спостережень винахідників, молекули вільної води й/або вільні гідроксильні групи можуть бути присутніми у конверсійному шарі навіть тоді, коли він здається сухим. Дані молекули вільної води й/або вільні гідроксильні групи також є дуже реакційноздатними стосовно конкретних сполук клею, таких як, наприклад, сполуки на епоксидній основі, що призводить до виникнення проблем, пов'язаних з адгезією.
Винахідники провели інтенсивні пошуки, спрямовані на одержання шару, який виключає
Зо гідроксисульфат цинку й бездоганно висушеного таким чином, щоб одержати шар, який характеризується гарною адгезією стосовно епоксидних клеїв, за одночасного збереження інших властивостей початкового шару на основі гідроксисульфата цинку.
З погляду продукту, дані дослідження виявили можливість гарної адгезії стосовно епоксидних клеїв тільки у випадку відсутності у конверсійному шарі гідроксисульфата цинку чи молекул вільної води і вільних гідроксильних груп, а лише у випадку наявності у конверсійному шарі щонайменше однієї зі сполук, обраних з поміж моногідрата сульфату цинку, тетрагідрата сульфату цинку й гептагідрата сульфату цинку.
З погляду технологічного процесу, дані дослідження виявили можливість одержання такого конверсійного шару тільки у випадку ретельного контрольованого витримування температури повітряного висушування в сушарці таким чином, щоб сприяти утворенню моногідрата сульфату цинку, тетрагідрата сульфату цинку або гептагідрата сульфату цинку замість інших гідратів сульфату цинку. Крім цього, як це було встановлено, швидкість штрипса, товщина плівки вологи, початкова температура штрипса й витрати повітря повинні бути адаптовані до температури повітряного висушування з метою бездоганного висушування конверсійного шару й, таким чином, одержання шару на основі сульфату цинку, який не містить ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп. Крім цього, як це було встановлено, час контакту водного розчину на металевому покритті між нанесенням розчину й закінченням висушування повинен становити менше, ніж 4 секунди щоб уникнути утворення гідроксисульфата цинку.
Інші характеристики й переваги винаходу будуть описані більш докладно в наведеному далі описі винаходу.
Винахід буде краще зрозумілим після прочитання приведеного далі опису винаходу, який пропонується винятково з метою пояснення й жодним чином не повинен накладати обмежень, з посиланням на: - Фіг. 1, яка є схематичним зображенням в розрізі, яке ілюструє запропоновану винаходом структуру сталі, - Фіг. 2, яка зображує спектри ВАЇЧС для запропоноваго винаходом шару на основі сульфату цинку і шару на основі гідроксисульфата цинку попереднього рівня техніки, - Фіг. 3, яка зображує графіки, що ілюструють те, за яких умов металевий штрипс є повністю сухим на виході із сушарки, залежно від швидкості штрипса, товщини плівки вологи, початкової 60 температури штрипса, витрат повітря й температури повітряного висушування.
На Фіг. 1 листовий метал 1 у формі металевого штрипса включає сталеву основу 3, переважно гарячекатану, а після цього холоднокатану, яка може бути згорнута в рулон, наприклад, для пізнішого використання її як, наприклад, деталі автомобільного кузова.
У даному прикладі після цього листовий метал 1 розмотують із рулону, після чого розрізають і профілюють для одержання деталі.
На одну з лицьових поверхонь 5 основи З наносять покриття 7. У певних варіантах покриття 7, яке відноситься до даного типу, може бути присутнім на обох лицьових поверхнях основи 3.
Покриття 7 включає щонайменше один шар на основі цинку 9. Під терміном "на основі цинку" слід розуміти те, що покриття 7 може бути цинком або його сплавами, тобто, цинком, який включає один або кілька легуючих елементів, таких як, наприклад, нижченаведені, але не обмежуючись тільки названими: залізо, алюміній, кремній, магній і нікель.
Даний шар 9 у загальному випадку має товщину, меншу або рівну 20 мкм, і призначений для захисту основи З від перфоруючої корозії звичайним способом. Як необхідно відзначити, відносні товщини основи З і різних шарів, які наносяться на неї у вигляді покриття, на Фіг. 1 для полегшення інтерпретування ілюстрації накресленні без дотримання масштабу.
В одному варіанті винаходу шар на основі цинку 9 містить від 0,295 до 0,4 95 (мас. алюмінію, при цьому решта є цинком і неминучими домішками, які утворюються в результаті проведення технологічного процесу виготовлення.
В одному варіанті винаходу шар на основі цинку 9 містить щонайменше 0,1 95 (мас.) магнію для поліпшення стійкості до корозії. Бажано шар 9 містить щонайменше 0,595, а краще щонайменше 2 95, (мас.) магнію. У даному варіанті рівень вмісту магнію в шарі 9 обмежується значенням в 20 95 (мас.), оскільки відповідно до спостережень більш висока частка призвела б у результаті до надто швидкої втрати покриття 7 і, таким чином, парадоксального погіршення протикорозійної дії.
У випадку коли шар 9 містить цинк, магній й алюміній, в найкращому випадку шар 9 містить від 0,1 до 10 95 (мас.) магнію й від 0,1 до 20 95 (мас.) алюмінію. Знов-таки бажано шар 9 містить від 1 до 4 95 (мас.) магнію й від 1 до 6 95 (мас.) алюмінію.
У певних варіантах покриття 7 може включати додатковий шар 11 між шаром 9 і лицьовою поверхнею 5 основи 3. Даний шар може бути результатом, наприклад, проведення теплової
Зо обробки покриття 7, яке містить магній, осаджений у вакуумі на цинку, який раніше осаджений, наприклад, у процесі електроосадження, на основі 3. Теплова обробка сплавляє магній і цинк і, тим самим, утворює шар 9, який містить цинк і магній, поверх шару 11, який містить цинк.
Шар 9 може бути отриманий з використанням технологічного процесу нанесення покриття шляхом занурення в розплав у ванні з розплавленим цинком, яка у деяких випадках містить щонайменше один елемент з поміж магнію, з рівнем вмісту аж до 10 95 (мас.), алюмінію, з рівнем вмісту аж до 20 95 (мас.), кремнію, з рівнем вмісту аж до 0,3 95 (мас.). Ванна також може містити аж до 0,3 95 (мас.) необов'язкових додаткових елементів, таких як 56, РБ, Ті, Са, Мп, 5п,
Ї а, Се, Сг, Мі, 2г або Ві.
Дані різні елементи можуть, крім усього іншого, поліпшувати пластичність або зчеплення шару 9 з основою 3. Фахівці у відповідній галузі техніки, які знайомі з їхнім впливом на характеристики шару 9, повинні знати те, як їх використовувати залежно від потрібного додаткового призначення.
Нарешті, ванна може містити залишкові елементи, джерелом походження яких є розплавлені злитки або, які є результатом проходження основи З через ванну, такі як залізо, з рівнем вмісту, який складає аж до 0,5 95 (мас.), а в загальному випадку, перебуває в діапазоні між 0,1 і 0,4 95 (мас.). Дані залишкові елементи частково включаються в шар 9, в такому випадку вони позначаються терміном "неминучі домішки, які утворюються в результаті проведення технологічного процесу виготовлення".
Шар 9 також може бути осаджений з використанням технологічного процесу осадження у вакуумі, такого як, наприклад, магнетронне розпилення або випаровування у вакуумі за допомогою дії ефекту Джоуля, у результаті дії індукції або електронного пучка або з використанням струменевого осадження з парової фази.
Покриття 7 покривають шаром на основі сульфату цинку 13.
Шар 13 містить щонайменше одну зі сполук, обраних з поміж моногідрата сульфату цинку, тетрагідрата сульфату цинку й гептагідрата сульфату цинку, і не містить ні гідроксисульфата цинку, ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп.
Гідроксисульфат цинку містить гідроксильні групи, які, як це розуміють винахідники, вступають у реакцію з епоксидною системою клею й призводять до виникнення проблем, пов'язаних з адгезією. Його відсутність значною мірою поліпшує адгезію клеїв на епоксидній основі до листових металів. Під терміном "гідроксисульфат цинку" слід розуміти сполуку, яка може бути описаною загальною формулою:
ГпЗОДу(ОН)», ІНгО, де 2х - 2у з 7, при цьому у і 7 є відмінними від нуля. 7 бажано є більшим або дорівнює б, а ще краще 7-6 і 3 «х їх 5. Зокрема, на листових металах попереднього рівня техніки спостерігали сполуку у якої х-4, у-1, 2-6 і 1-3.
Молекули вільної води й вільні гідроксильні групи також є дуже реакційноздатними стосовно конкретних сполук клею, таких як, наприклад, сполуки епоксидної основи, що призводить до виникнення проблем, пов'язаних з адгезією. Їхня відсутність значною мірою поліпшує адгезію клеїв на епоксидній основі стосовно листових металів.
Моногідрат сульфату цинку, тетрагідрат сульфату цинку й гептагідрат сульфату цинку є стабільними сполуками. Завдяки їхній присутності вдається уникнути пізнішого формування гідроксисульфата цинку в результаті розкладання нестабільних гідратів сульфату цинку.
Поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку 13 є більшою або дорівнює 0,5 мг/м2. Нижче даного значення якість металевого покриття 7 погіршується під час одержання листового металу, що в результаті приводить до утворення порошку або часток цинку або його сплавів на поверхні листового металу. Накопичення й/або агломерування даних часток або даного порошку у формувальному оснащенні може зашкодити отриманню деталі внаслідок утворення задирок і/або стяжок.
Шар на основі сульфату цинку 13 може бути отриманий у результаті нанесення на покриття 7, можливо після знежирення, водного робочого розчину для обробки поверхні, який містить сульфат цинку 2п505 у концентрації, більшій або рівній 0,01 моль/л.
Неможливо одержати такий шар 13 при концентрації сульфату цинку, що становить менше, ніж 0,01 моль/л, але, як це також було встановлено, надмірно висока концентрація не поліпшує значною мірою швидкість осадження й навіть може дещо її зменшити.
Водний робочий розчин для обробки поверхні може бути отриманий у результаті розчинення сульфату цинку в чистій воді. Наприклад, може бути використаний гептагідрат сульфату цинку (7п5054, 7НгО). Після цього концентрація іонів 7п7 дорівнює концентрації аніонів 5О42-,
Зо Використовуваний водний робочий розчин для обробки поверхні бажано містить від 20 до 160 г/л гептагідрата сульфату цинку, що відповідає концентрації іонів 7п2: і концентрації іонів 5О42- у діапазоні між 0,07 і 0,55 моль/л. Як це було встановлено, у даному діапазоні концентрацій величина концентрації не впливає значною мірою на швидкість осадження.
Значення рН водного робочого розчину для обробки поверхні бажано відповідає природньому значенню рН розчину без додавання або основи, або кислоти. Величина даного значення рН у загальному випадку перебуває в діапазоні між 4 і 7.
Температура водного робочого розчину для обробки поверхні перебуває в діапазоні між 20 і бос.
Водний робочий розчин для обробки поверхні наносять звичайним способом, наприклад, шляхом занурення, нанесення покриття валиком, розпилення в деяких випадках з подальшим віджиманням.
Час контакту між водним робочим розчином для обробки поверхні й покриттям 7 становить менше, ніж 4 секунди. Під терміном "час контакту" мають на увазі час між нанесенням водного робочого розчину для обробки поверхні на листовий метал (наприклад, зануренням листового металу у ванну для обробки або накладенням на листовий метал валика в апаратурі для нанесення покриття валиком) і виходом із сушарки. При перевищенні даного граничного значення в 4 секунди, рівень рН встигає зрости вище граничного значення для утворення виділень гідроксисульфата цинку, що призводить до шкідливого осадження даної сполуки на листовому металі під час виробництва шару на основі сульфату цинку.
Із практичної точки зору відсутність гідроксисульфата цинку можна контролювати за допомогою інфрачервоної спектроскопії в режимі ВАЇЧС (відображально-адсорбційної інфрачервоної спектроскопії при куті падіння 802). Як це проілюстровано в нижній частині Фіг. 2, у тому випадку, коли шар на основі сульфату цинку містить гідроксисульфат цинку, спектр
ВАІЧС буде демонструвати присутність багатьох піків поглинання, які приписуються из- коливанням сульфату в області 1077 - 1136 - 1177 см-! і активним смугам води в області валентних ОН-коливань 3000 - 3400 см-. Дані результати узгоджуються зі структурою гідроксисульфата цинку, відповідно до літературних даних, (0/-коливання сульфату: 1000 см", цг-коливання сульфату: 450 см-", оз-коливання сульфату: 1068 - 1085 - 1130 см", ші-коливання сульфату: 611 - 645 см-", коливання гідроксилу: 3421 см-).
Температуру повітряного висушування в сушарці адаптують для сприяння утворенню моногідрата сульфату цинку, тетрагідрата сульфату цинку або гептагідрата сульфату цинку замість інших гідратів сульфату цинку. Як це не дивно, але відповідно до спостережень температура повітряного висушування, складова менше, ніж 80 "С, сприяє формуванню даних сполук.
Завдяки присутності даних стабільних сполук вдається уникнути пізнішого формування гідроксисульфата цинку в результаті розкладання нестабільних гідратів сульфату цинку.
З практичної точки зору присутність даних стабільних гідратів сульфату цинку можна контролювати за допомогою інфрачервоної спектроскопії в режимі ВАЇЧС (відображально- адсорбційної інфрачервоної спектроскопії при куті падіння 802). Як це проілюстровано у верхній частині Фіг. 2, у тому випадку, коли шар на основі сульфату цинку містить стабільні гідрати сульфату цинку за відсутності гідроксисульфата цинку, спектр ВАЇЧС буде замість З піків демонструвати наявність одного одиночного піка сульфату, розташованого в області біля 1172 см-!. Говорячи більш конкретно, присутність кожного з даних стабільних гідратів сульфату цинку можна контролювати за допомогою інфрачервоної спектроскопії в режимі ВАЇ!ЧС у поєднанні з диференціальною скануючою калориметрією (ДСК) шляхом відстеження смуг сульфату й смуг вільної води.
Швидкість штрипса, товщину плівки вологи, початкову температуру штрипса й витрати повітря адаптують для одержання на металевому покритті шару на основі сульфату цинку, що не містить ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп, при цьому поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку є більшою або дорівнює 0,5 мг/м7. Бажано поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку перебуває в діапазоні між 3,7 до 27 мг/м.
Товщина плівки вологи може бути визначена з використанням інфрачервоного датчика, розташованого перед сушаркою. Він складається із джерела випромінювання, інфрачервоного детектора й спеціальних фільтрів. В основу принципу вимірювання покладено поглинання інфрачервоного випромінювання.
Термін "витрати повітря" визначається як кількість повітря, яка продувається за одну секунду у всій сушарці, яке стикається з металевим штрибсом. Отже, конфігурація сопел у
Зо сушарці може значною мірою варіюватися відповідно до їх кількості, розміру, конструктивного рішення, розташування.
Бажано сушарка містить від б до 12 сопел для кращої конфігурації контакту повітряного струменя з металевим штрипсом. Бажано сушарка містить сопла, розташовані на відстані від 4 до 12 см від металевого штрипса, щоб уникнути гідравлічних втрат у струмені та видалення плівки вологи з металевого штрипса. Бажано сопла мають отвори, ширина яких коливається в діапазоні між 2 мм і 8 мм, таким чином, щоб оптимізувати швидкість повітря на виході із сопел.
На виході із сушарки відсутність води в шарі на основі сульфату цинку можна значною мірою контролювати за допомогою гіперспектральної камери. Даний пристрій складається з інфрачервоного матричного детектора в поєднанні зі спектрометром, який розділяє випромінювання за довжиною хвиль. Вимірювальна апаратура може складатись з ІЧ-лампи лінійного профілю (довжиною 800 мм) і гіперспектральної СХІЧ-камери (ІЧ у середньохвильовій області спектра) у конфігурації двоспрямованого відображення. Діапазон детектування камери перебуває в межах З - 5 мкм, що відповідає основним пікам поглинання рідкої води. В основу принципу вимірювання покладено вимірювання інтенсивності випромінювання, яке відображається від металевого штрипса. У випадку наявності води в шарі на основі сульфату цинку вона буде поглинати частину випромінювання і відображення буде менш інтенсивним.
В одному варіанті відсутність води в шарі на основі сульфату цинку на виході із сушарки контролюють за допомогою відстеження температури сталевого штрипса в сушарці. Доти, допоки вода буде присутньою в плівці, теплова енергія гарячого повітря буде витрачатися на випаровування води, і температура металевого штрипса буде залишатися постійною або навіть зменшуватися внаслідок випаровування води. Відразу після висихання плівки теплова енергія гарячого повітря буде витрачатися на нагрівання металевого штрипса. Таким чином, у результаті відстеження температури сталевого штрипса в сушарці легко контролювати момент початку збільшення температури металевого штрипса до виходу із сушарки.
В одному варіанті відсутність води в шарі на основі сульфату цинку на виході із сушарки контролюють за допомогою інфрачервоної спектроскопії в режимі ВАЇЧС (відображально- адсорбційної інфрачервоної спектроскопії при куті падіння 802). Як це проілюстровано в нижній частині Фіг. 2, у тому випадку, коли шар на основі сульфату цинку містить вільну воду, спектр
ВА!ІЧС буде демонструвати присутність піків, розташованих в областях біля 1638 і 1650 см-".
Відсутність вільних гідроксильних груп у шарі на основі сульфату цинку на виході із сушарки контролюють за допомогою інфрачервоної спектроскопії в режимі ВАЇЧС (відображально- адсорбційної інфрачервоної спектроскопії при куті падіння 802). Як це проілюстровано в нижній частині Фіг. 2, у тому випадку, коли шар на основі сульфату цинку містить вільні гідроксильні групи спектр ВАЇ!ЧС буде демонструвати присутність піка, розташованого в області 3600 см-".
Технологічний процес висушування із принципової точки зору є операцію одночасного тепло- і масоперенесення, в якій енергія для випаровування рідини із розчину передається повітрям, яке її висушує. Таким чином, гаряче повітря використовують як для підведення тепла для випаровування, так і для видалення випаруваної із продукту вологи. Зовнішні умови (швидкість штрипса, початкова товщина плівки вологи, початкова температура штрипса, витрати повітря) є ключовими параметрами для контрольованого витримування реалізації даного явища.
Дані параметри є взаємозалежними. Це в основному зумовлено складною природою даного явища, оскільки зміна одного параметра, наприклад, варіювання температури повітряного висушування, індукує зміни відносно інших параметрів, наприклад, витрат повітря. Таким чином, важко ідентифікувати всі домени, для яких шар на основі сульфату цинку не містить ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп. Проте, фахівці у відповідній галузі техніки повинні знати те, якими чином коректувати дані параметри виходячи із прикладів, описаних нижче.
Приклад 1:
Як проілюстровано на Фіг. За домен, в якому шар на основі сульфату цинку на виході із сушарки стає сухим, задається залежно від швидкості штрипса (А в м/хв.) і витрати повітря (В у н. м3/годину). Лінії рівня відповідають товщині плівки вологи на виході із сушарки. Таким чином, шар на основі сульфату цинку є сухим для умов вище лінії рівня в 0,1 мкм (біла область).
Дані результати одержували за наступних умов: - Температура повітря, для висушування: 70 С - Початкова температура штрипса: 30 С - Початкова товщина плівки: 2 мкм - Час контакту: « 4 секунди
Приклад 2:
Зо Як проілюстровано на Фіг. ЗБ домен, в якому шар на основі сульфату цинку на виході із сушарки стає сухим, задається залежно від швидкості штрипса (А в м/хв.) і початкової температури штрипса (В у 2С).
Дані результати одержували за наступних умов: - Температура повітря, для висушування: 70 С - Витрата повітря: 5000 н. м3/годину - Початкова товщина плівки: 2 мкм - Час контакту: « 4 секунди
Приклад 3:
Як проілюстровано на Фіг. Зс, домен, в якому шар на основі сульфату цинку на виході із сушарки стає сухим, задається залежно від витрати повітря (А в н. м3/годину) і температури штрипса (В у С).
Дані результати одержували за наступних умов: - Температура повітря, для висушування: 70 С - Швидкість штрипса: 120 м/хв. - Початкова товщина плівки: 2 мкм - Час контакту: « 4 секунди
Приклад 4:
Як проілюстровано на Фіг. За, домен, в якому шар на основі сульфату цинку на виході із сушарки стає сухим, задається залежно від витрати повітря (А в н. ме/годину) і початкової товщини плівки (В у мкм).
Дані результати одержували за наступних умов: - Температура повітря, для висушування: 70 С - Швидкість штрипса: 120 м/хв. - Початкова температура штрипса: 30 С - Час контакту: « 4 секунди
Приклад 5:
Як проілюстровано на Фіг. Зе домен, в якому шар на основі сульфату цинку на виході із сушарки стає сухим, задається залежно від витрати повітря (А в н. мз3/годину) і температури повітря, що висушує (В у С). бо Дані результати одержували за наступних умов:
- Початкова температура штрипса: 30 С - Швидкість штрипса: 120 м/хв. - Початкова товщина плівки: 2 мкм - Час контакту: « 4 секунди
Бажано швидкість штрипса знаходиться в діапазоні між 60 і 200 м/хв. Переважно товщина плівки вологи перебуває в діапазоні між 0,5 і 4 мкм. Бажано початкова температура штрипса перебуває в діапазоні між 20 і 5020. Бажано витрати повітря знаходяться в діапазоні між 5000 і 50000 н. м3/годину.
Після одержання шару 13 на поверхні шар 13 необов'язково може бути змащений.
Дане змащування може бути проведене шляхом нанесення на шар 13 плівки мастила (не показане) з масою покриття, яка становить менше, ніж 2 г/м.
Як це можна бачити в наведених далі необмежуючих прикладах, які представлені винятково з ілюстративною метою, винахідники продемонстрували, що присутність шару 13 робить можливим поліпшення адгезії стосовно клеїв, які використовуються в автомобільній галузі промисловості, а саме, до клеїв на епоксидній основі, без погіршення інших експлуатаційних характеристик, таких як стійкість до корозії й здатність до витягування.
Вплив різних параметрів на відсутність гідроксисульфата цинку оцінювали в результаті нанесення на гальванізовану сталь водного робочого розчину для обробки поверхні, який містить від 50 до 130 г/л гептагідрата сульфату цинку, і висушування плівки вологи протягом 4 секунд з використанням наступних умов:
Зразок А: - Температура повітря, для висушування: 65 С - Швидкість штрипса: 100 м/хв. - Початкова температура штрипса: 30 С - Початкова товщина плівки: 2 мкм - Витрати повітря: 10000 н. мз/годину
Зразок В: - Температура повітря, для висушування: 70 С - Швидкість штрипса: 180 м/хв.
Зо - Початкова температура штрипса: 40 С - Початкова товщина плівки: 1 мкм - Витрати повітря: 35000 н. мз/годину
Зразок С: - Температура повітря, для висушування: 110 "С - Швидкість штрипса: 100 м/хв. - Початкова температура штрипса: 30 С - Початкова товщина плівки: З мкм - Витрати повітря: 45000 н. мз/годину
Зразок 0: - Температура повітря, для висушування: 140 С - Швидкість штрипса: 110 м/хв. - Початкова температура штрипса: 30 С - Початкова товщина плівки: 2 мкм - Витрати повітря: 12000 н. мз/годину
Зразок Е: - Температура повітря, для висушування: 150 "С - Швидкість штрипса: 120 м/хв. - Початкова температура штрипса: 22 С - Початкова товщина плівки: З мкм - Витрати повітря: 8300 н. мз/годину
Композицію шару на основі сульфату цинку оцінювали з використанням інфрачервоної спектроскопії ВАІ!ЧС. Як проілюстровано на фіг. 4, тільки зразки А і В демонструють присутність одиночного піка сульфату в області біля 1172 см-", який приписують стабільним гідратам сульфату цинку. Зразки С, ОО і Е демонструють присутність багатьох піків поглинання, які приписуються из-коливанням сульфату в структурі гідроксисульфата цинку.
Адгезія клеїв на епоксидній основі до шару на основі сульфату цинку, отриманого на зразках від А до Е, оцінювали з використанням випробування на зсув для однобічного з'єднання внапуск. Спочатку дослідні зразки, які мають 100 мм у довжину й 25 мм завширшки, повторно змазували з використанням продукту Апіїсогії Бисп5 3802-395 (1 г/м") без знежирення. Після 60 цього два дослідних зразки, один з яких піддавали обробці з використанням водного робочого розчину для обробки поверхні, а інший - не піддавали, компонували для одержання збірної конструкції з використанням клею на епоксидній основі Тегозоп? 802808 від компанії НепКеку» шляхом їх перекривання на ділянці 12,5 мм з використанням тефлонових прокладок з метою витримування між двома зразками гомогенної товщини в 0,2 мм. Затвердівання з'єднаної збірної конструкції відбувалося в печі протягом 20 хвилин при 1902С. Після цього зразки кондиціонували протягом 24 годин до випробування на адгезію й випробування на старіння. Для кожних умов проведення досліду випробовували 5 збірних конструкцій.
Адгезію оцінювали згідно стандарту СІМ ЕМ 1465. У даному випробуванні кожну склеєну збірну конструкцію фіксують у затискних лещатах (захоплюючи 50 мм кожного дослідного зразка у кожному затиску й залишаючи вільними 50 мм кожного дослідного зразка) розривної машини з використанням зусилля динамометричного датчика в 50 кН. Зразки розтягують з швидкістю 10 мм/хв. за кімнатної температури. Максимальні значення напруги зсуву реєструють у МПа, а характер руйнування візуально класифікують як: - когезійне руйнування з утворенням розриву в товщі клею, - поверхневе когезійне руйнування з утворенням розриву в товщі клею біля поверхні розділення штрипс/клей, - адгезійне руйнування з утворенням розриву біля поверхні розділення штрипс/клей.
Тест вважають не пройденим, якщо спостерігається адгезійне руйнування.
Старіння адгезії оцінювали з використанням катаплазмового випробування. У даному випробуванні кожну склеєну збірну конструкцію (5 зразків кожного разу) загортають у бавовняняну тканину (маса 45 г -/- 5) разом з деіонізованою водою (в 10-кратній кількості у порівнянні з масою бавовняної тканини), поміщають у поліетиленовий кульок, який після цього запечатують. Запечатаний кульок витримують у печі при 702С і 10095 ВВ протягом 7 днів.
Відразу після проведення катаплазмового випробування адгезію оцінюють повторно згідно стандарту СІМ ЕМ 1465.
Отримані результати ілюструються на Фіг. 5, де кожний стовпчик відображає процентну частку когезійного руйнування (чорний колір) на початковому рівні (НО) і через 7 днів у катаплазмовому випробуванні (Н7).
Як це проілюстровано, тільки зразки А і В демонструють гарну адгезію на початковому рівні
Зо й незначне погіршення експлуатаційних характеристик через 7 днів катаплазмового випробування.
Тривалість захисту дослідних зразків оцінювали за результатами випробування, проведеного в камері для дослідження кородування з контрольованим витримуванням вологості й температури, відповідно до вказаних в документі СІМ ЕМ ІБО 6270-2, після нанесення на шар 13 захисного мастила Рисп5 (зареєстрована торгова марка) 3802-395 з масою покриття, яка становить приблизно 1 г/м.
У випробуванні, проведеному в камері для дослідження кородування з контрольованим витримуванням вологості й температури, відповідно до вказаних в документі СІМ ЕМ ІБО 6270- 2, дослідних зразки піддають впливу двох циклів старіння в 24 години в камері для дослідження кородування з контрольованим витримуванням вологості й температури, тобто, замкненому просторі з контрольованими вологістю й температурою. Дані цикли моделюють умови кородування для рулону штрипса або штрипса, розрізаного на листи, під час зберігання. Кожний цикл включає: - першу фазу тривалістю 8 годин при 402С - 32С і за приблизно 98 95-ної відносної вологості, після якої наступає - друга фаза тривалістю 16 годин при 212С - 320 і за менше, ніж 98 Фо-ної відносної вологості.
По завершенню 4 циклів не повинно спостерігатися будь-якого погіршення.
По завершенню 10 циклів повинні спостерігатися візуальні зміни менше, ніж 10 95 поверхні дослідних зразків.
Випробування, проведені на дослідних зразках, підтвердили гарні характеристики запропонованої винаходом обробки поверхні, щодо тривалості захисту.

Claims (1)

  1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
    1. Сталева основа з нанесеним щонайменше на одну з її лицьових поверхонь металевим покриттям на основі цинку або його сплавів, при цьому на саме металеве покриття наносять покриття у вигляді шару на основі сульфату цинку, який містить щонайменше одну зі сполук, вибраних з моногідрату сульфату цинку, тетрагідрату сульфату цинку та гептагідрату сульфату бо цинку, при цьому шар на основі сульфату цинку не містить ні гідроксисульфату цинку, ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп, при цьому поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку є більшою або дорівнює 0,5 мг/м.
    2. Сталева основа за п. 1, яка відрізняється тим, що має металеве покриття на основі цинку або його сплавів, яке містить від 0,2 до 0,4 мас. 95 алюмінію, при цьому решту складає цинк і неминучі домішки.
    3. Сталева основа за п. 1, яка відрізняється тим, що має металеве покриття на основі цинку або його сплавів, яке містить щонайменше 0,1 мас. 95 магнію.
    4. Сталева основа за п. 1, яка відрізняється тим, що має металеве покриття на основі цинку або його сплавів, яке містить щонайменше один елемент з магнію, з рівнем вмісту аж до 10 мас. до, алюмінію, з рівнем вмісту аж до 20 мас. 95, кремнію, з рівнем вмісту аж до 0,3 мас. 95.
    5. Сталева основа за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку знаходиться в діапазоні між 3,7 і 27 мг/м.
    6. Автомобільна деталь, виготовлена зі сталевої основи за будь-яким з пп. 1-5.
    7. Спосіб обробки рухомої металевої смуги, який включає стадії, на яких відповідно: () забезпечують наявність смуги зі сталі з нанесеним щонайменше на одну з її лицьових поверхонь металевим покриттям на основі цинку або його сплавів, (і) на металеве покриття наносять шляхом простого контакту водний робочий розчин для обробки поверхні, який містить щонайменше 0,01 моль/л сульфату цинку, для одержання плівки вологи, (ії) далі водний робочий розчин для обробки поверхні висушують у сушарці за температури повітряного висушування, яка становить менше ніж 80 "С, при цьому час між нанесенням водного робочого розчину для обробки поверхні на металеве покриття та виходом із сушарки становить менше ніж 4 секунди, при цьому швидкість смуги, товщину плівки вологи, початкову температуру смуги та витрати повітря регулюють так, щоб одержати на металевому покритті шар на основі сульфату цинку, який не містить ні молекул вільної води, ні вільних гідроксильних груп, при цьому поверхнева щільність сірки в шарі на основі сульфату цинку є більшою або дорівнює 0,5 мг/м".
    8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що металеве покриття одержують шляхом занурення у ванну з розплавом цинку, яка у деяких випадках містить щонайменше один елемент з магнію, з рівнем вмісту аж до 10 мас. 95, алюмінію, з рівнем вмісту аж до 20 мас. 95, кремнію, з рівнем вмісту аж до 0,3 мас. 95.
    9. Спосіб за п. 7 або 8, який відрізняється тим, що до нанесення водного робочого розчину для обробки поверхні металеве покриття знежирюють.
    10. Спосіб за будь-яким з пп. 7-9, який відрізняється тим, що водний робочий розчин для обробки поверхні містить від 20 до 160 г/л гептагідрату сульфату цинку.
    11. Спосіб за будь-яким з пп. 7-10, який відрізняється тим, що швидкість смуги знаходиться в діапазоні між 60 і 200 м/хв.
    12. Спосіб за будь-яким з пп. 7-11, який відрізняється тим, що товщина плівки вологи знаходиться в діапазоні між 0,5 і 4 мкм.
    13. Спосіб за будь-яким з пп. 7-12, який відрізняється тим, що початкова температура смуги знаходиться в діапазоні між 20 їі 50 "С.
    14. Спосіб за будь-яким з пп. 7-13, який відрізняється тим, що витрата повітря складає в діапазоні між 5000 і 50000 Нмз/годину.
    15. Спосіб за будь-яким з пп. 7-14, який відрізняється тим, що на шар на основі сульфату цинку наносять плівку мастила з масою покриття, яка становить менше ніж 2 г/м. 5 З й А х 7 і Он нн ВЕ р НН К Иефу ЕЕ 0 ї ДОМ А КК
    Фіг. 1
    Кк ж чи : іу вАКі тй ре я І КЕ У : пом. г и Звж іс - й І ї ж г 15 БІ ЕН: хо й ЕВ тека БА ІА х зубри М пе зе А, АК, й шві не. вві Коди! 0 Млин ШЕ ЕНН панк ЖЕ ни Шин Ай Еш НВ. : не Я ! Ж ЩЕ па пі ве Х Й е х НН че ЗЕ Ка ще Х : - че НІ М за їх вв ЖЕ Й. т м й ЕН Ще яУЮ «ЛНЖ ртенннмтннтя НН Х їй ки чіл а я ях ' п нення ЖИМ ДТ ПАТ НЕК ВН нен піл я М м м ХМ же ХЬ І Й -
    Фіг. 2 18000. рення 16000. о 14060; ан ан 12000. а в ЩЕ Б Щ 13 ї | зе но І В ц | шо о ок т в і завове Б о Б. о я 5 ШИ . 5. с 10 З ОЖИНИ ШВИ ПУ У З З ОО а у о. і п с і. (У ее и ОО: ; п с о. КЗ БО: МОВ ес . її 05 Я «М В о о. ХУ: КІ, і; пе с с 5 5 ще ши 4000. С о. пи Ес о ШЕ я конни ЗОМ МКУ КК АХ МН а: 80 100 що 140 156 280
    Фіг. За шпон он ЩО ве б Е ! а ШЕ ПИШИ ТЕ Й ДТЕК ПИ ПАМ и и ПИЛ и а С ЕС Ве НН ши о 15 і ден век о п ХУ з в З Кен ке ПІНКИ о. З ЕЕ В Же с КО; З ев в ще КК БО о ж и ОВ ОО ШЕ п та о ЩЕ Й нс о. о ЩЕ ооо ооо УЗ УУУ ЕК КК у с З ПИШИ ях Х УКХ КК Кк я5г шин. Я ВК п СКК ОК КУ ЗЕ
    ЩЕ. 0.5 ; Ж ККУ о КИТ ЕН З о ОО У Зх ян п В Я МИТНІ ШИ КК до М М М М ШТ 2 НЯ шо о НК: пе Ба во ю ї2о 140 150 150 А
    Фіг. ЗЬ Збут З песен нх ! 9.5 КВое нн ПЕОКАК шХ ! шен : є о ОК и НК Б що с г о. 15 ХХ В ВК Я Ж 7 с п с. щ З ОО БУ в'я . 5 що ШЕ. 00000 КОЯ М В ЖК ОКХ Зх ХО я щі 10 ВО Хе и і. ОХ ОК ЗМ ОО А НО і нан З З о ЗХ 5 с о . з с ЩІ. ши КК КА хх і. МО ЗК о що до. ВК З й В 0 ОН КН с МКК ЗЕ ЕК ни ЕН: 3 о в о. БО ЩЕ ПИ АКА КК КИ КК АКА ХК Ух х В звів 8 о о, оо 6000 6000 1000012000150001590018000 А
    Фіг. Зс о НН КК НУ А ООН т. ве в ОКА ща 0. 5 І Й з Е2о шо. с Б
    Б. о ин 35 с кс ПА с и в за. с Ех 4 15
    І і. НН о я ОО ОО В що
    ! . 0. У в : в ЩО зро | 1,0 ДО КО ши ще й . є КЕ Ж 10 х | 0.5 нн и нн ДК я доб 6000 8000 13000012000140001500015000 А
    Фіг. За 190 Б сх ОВ Пан пи аа М Ще 2.5 с п т тю т о - Ж.
    о. м о ! о пет 5 КУ ХО З СЕ МК НЯ ПЛИТИ ЛЛИИИПА ТЕО. Ки о о. 0 шо Як ЗО В р я я ко о ХО. их ПЕН Я ВЕ п Бо 15 КОХ НК В ВН р КИ 0 п о 5 НН і Ву вів с п о В З В о с п . а о М за о . Я в я ! . що
    1. І 0 "- ! і. ше ММ У і. ; ВЕУ с чо
    140. о. о ве а БО як с с її
    З . З п я Б. В Івін 0000 -00 4000 600 во хо0о0190001а0001600018000 СС А
    Фіг. зе
UAA202002663A 2017-10-12 2018-09-14 Спосіб обробки листового металу та листовий метал, який піддається обробці даним способом UA125320C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2017/001246 WO2019073274A1 (en) 2017-10-12 2017-10-12 PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED USING THE SAME
PCT/IB2018/057047 WO2019073320A1 (en) 2017-10-12 2018-09-14 PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET PROCESSED THEREBY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA125320C2 true UA125320C2 (uk) 2022-02-16

Family

ID=60293985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA202002663A UA125320C2 (uk) 2017-10-12 2018-09-14 Спосіб обробки листового металу та листовий метал, який піддається обробці даним способом

Country Status (13)

Country Link
US (1) US11319633B2 (uk)
EP (1) EP3695022B1 (uk)
JP (1) JP6979126B2 (uk)
KR (1) KR102407065B1 (uk)
CN (1) CN111133123B (uk)
CA (1) CA3073016C (uk)
FI (1) FI3695022T3 (uk)
MA (1) MA50350B1 (uk)
MX (1) MX2020003587A (uk)
RU (1) RU2755906C1 (uk)
UA (1) UA125320C2 (uk)
WO (2) WO2019073274A1 (uk)
ZA (1) ZA202000836B (uk)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019073273A1 (en) 2017-10-12 2019-04-18 Arcelormittal PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED WITH THIS METHOD
WO2019073274A1 (en) 2017-10-12 2019-04-18 Arcelormittal PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED USING THE SAME
WO2021074672A1 (en) * 2019-10-16 2021-04-22 Arcelormittal Metal sheet treatment method and metal sheet treated with this method

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3383734B2 (ja) * 1995-11-15 2003-03-04 日新製鋼株式会社 クロメート処理亜鉛めっき鋼板の製造装置
FR2783256B1 (fr) 1998-09-15 2000-10-27 Lorraine Laminage Traitement anodique de toles d'acier zingue dans des solutions aqueuses contenant des sulfates
JP3449283B2 (ja) * 1999-03-11 2003-09-22 住友金属工業株式会社 プレス成形性に優れた亜鉛系めっき鋼板とその製造方法
JP2003089881A (ja) * 2001-09-17 2003-03-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 無機潤滑皮膜を有する亜鉛系めっき鋼板とその製造方法
JP3807341B2 (ja) * 2002-04-18 2006-08-09 Ｊｆｅスチール株式会社 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP4159028B2 (ja) * 2002-09-03 2008-10-01 新日本製鐵株式会社 連続焼鈍炉のバーナー異常検出方法
FR2864552B1 (fr) * 2003-12-24 2006-07-21 Usinor Traitement de surface par hydroxysulfate
CN1715446A (zh) * 2004-06-30 2006-01-04 上海万森水处理有限公司 一种金属表面用预膜剂
JP2006083464A (ja) * 2004-08-16 2006-03-30 Togo Seisakusho Corp 防錆金属部品及びその製造方法
JP2006083434A (ja) 2004-09-16 2006-03-30 Kureha Engineering Co Ltd 電気防食方法および電気防食装置
JP5239570B2 (ja) * 2007-09-04 2013-07-17 Ｊｆｅスチール株式会社 亜鉛系めっき鋼板
WO2010070942A1 (ja) * 2008-12-16 2010-06-24 Ｊｆｅスチール株式会社 亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法
JP5354165B2 (ja) 2008-01-30 2013-11-27 Ｊｆｅスチール株式会社 亜鉛系めっき鋼板の製造方法
PL2802682T3 (pl) * 2012-01-10 2021-04-19 Arcelormittal Zastosowanie roztworu zawierającego jony siarczanowe w celu zmniejszenia czernienia lub matowienia blachy podczas jej przechowywania oraz blacha traktowana takim roztworem
RU2584105C2 (ru) 2012-02-14 2016-05-20 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Плакированная толстолистовая сталь для горячего прессования и способ горячего прессования плакированной толстолистовой стали
CN102839365A (zh) 2012-04-11 2012-12-26 王晓翌 环保型多功能钢铁表面处理液
WO2015001368A1 (fr) 2013-07-04 2015-01-08 Arcelormittal Investigaciòn Y Desarrollo Sl Procédé de traitement d'une tôle pour réduire son noircissement ou son ternissement lors de son stockage et tôle traitée par un tel procédé
MX2016017241A (es) 2014-06-27 2017-04-25 Henkel Ag & Co Kgaa Lubricante seco para acero con recubrimiento de zinc.
CN104178757B (zh) 2014-08-08 2017-01-18 东北大学 一种热镀锌钢板无铬复合钝化剂及其制备和使用方法
EP2995674B1 (de) * 2014-09-11 2020-07-15 thyssenkrupp AG Verwendung eines Sulfats sowie Verfahren zum Herstellen eines Stahlbauteils durch Umformen in einer Umformmaschine
EP3616101B1 (en) * 2017-04-24 2023-09-27 AspenTech Corporation Molecular characterization method and system
WO2019073273A1 (en) 2017-10-12 2019-04-18 Arcelormittal PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED WITH THIS METHOD
WO2019073274A1 (en) 2017-10-12 2019-04-18 Arcelormittal PROCESS FOR PROCESSING METAL SHEET AND METAL SHEET TREATED USING THE SAME

Also Published As

Publication number Publication date
KR102407065B1 (ko) 2022-06-08
US20200299844A1 (en) 2020-09-24
CA3073016A1 (en) 2019-04-18
CN111133123A (zh) 2020-05-08
US11319633B2 (en) 2022-05-03
WO2019073320A1 (en) 2019-04-18
ZA202000836B (en) 2021-08-25
KR20200045533A (ko) 2020-05-04
JP6979126B2 (ja) 2021-12-08
WO2019073274A1 (en) 2019-04-18
CN111133123B (zh) 2021-12-03
EP3695022B1 (en) 2024-05-08
MA50350A (fr) 2020-08-19
CA3073016C (en) 2022-05-31
EP3695022A1 (en) 2020-08-19
BR112020004054A2 (pt) 2020-09-01
RU2755906C1 (ru) 2021-09-22
MX2020003587A (es) 2020-07-22
MA50350B1 (fr) 2024-05-31
FI3695022T3 (fi) 2024-06-04
JP2020537045A (ja) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA125320C2 (uk) Спосіб обробки листового металу та листовий метал, який піддається обробці даним способом
UA125239C2 (uk) Спосіб обробки листового металу та листовий метал, який піддається обробці даним способом
RU2535424C1 (ru) Стальной лист с многослойным покрытием
JP2009537698A (ja) 防食システムによりコーティングされるフラット鋼生成物の製造方法
DE102005045780A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines korrosionsgeschützten Stahlflachprodukts
ES2972634T3 (es) Procedimiento de tratamiento de chapa metálica y chapa metálica tratada con este procedimiento
RU2783513C1 (ru) Способ обработки металлического листа и металлический лист, обработанный этим способом
KR940006039B1 (ko) 내흑청성 및 내식성이 우수한 아연도금강판용 크로메이트 처리용액
Jönsson et al. The corrosion properties of zinc coated boron steel for the direct press hardening process