金属板处理方法和用该方法处理的金属板技术

本发明专利技术涉及钢基材，所述钢基材在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m

Metal plate treatment method and metal plate treated by the method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属板处理方法和用该方法处理的金属板本专利技术涉及包括钢基材的金属板，所述钢基材在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层。本专利技术特别涉及该经涂覆的钢基材的预润滑及其在包含硫酸盐的水溶液中的处理。这种类型的金属板特别旨在用于制造汽车的部件，尽管其不限于那些应用。由WO00/15878已经知晓用包含硫酸锌的水溶液处理锌涂覆的金属板以在基于锌的涂层上形成羟基硫酸锌的层。该羟基硫酸锌的转化层提供了具有比通过磷化获得的性能更高的性能的预润滑的锌涂覆的金属板。然而，已经观察到，该基于羟基硫酸锌的转化层可能向汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂提供不足的粘合性。因此，本专利技术的目的是通过提供向汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂提供足够的粘合性的表面处理来改进现有技术的(设施和工艺的)缺陷。为此目的，本专利技术的第一主题由在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层的钢基材构成，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。根据本专利技术的钢基材还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：-基于锌或其合金的金属涂层包含0.2重量％至0.4重量％的铝，其余为锌和由制造过程产生的不可避免的杂质，-基于锌或其合金的金属涂层包含至少0.1重量％的镁，-基于锌或其合金的金属涂层包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅，-基于硫酸锌的层中的硫的表面密度为3.7mg/m2至27mg/m2。本专利技术的第二主题由根据本专利技术的钢基材制成的汽车部件构成。本专利技术的第三主题由用于移动金属带的处理方法构成，所述方法包括根据以下的步骤：-(i)提供在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层的钢带，-(ii)通过简单接触将包含至少0.01mol/L硫酸锌的水性处理溶液施加至金属涂层以形成湿膜，-(iii)随后将水性处理溶液在干燥器中在高于170℃的空气干燥温度下干燥，将水性处理溶液施加在金属涂层上与离开干燥器之间的时间小于4秒，其中带速度、湿膜厚度、初始带温度和空气流量适合于在金属涂层上形成既不包含游离水分子也不包含游离羟基的基于硫酸锌的层，基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。根据本专利技术的处理方法还可以具有单独或组合考虑的以下列出的任选特征：-在熔融锌浴中通过热浸镀工艺获得金属涂层，所述熔融锌浴最终包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅，-在施加水性处理溶液之前对金属涂层进行脱脂，-水性处理溶液包含20g/L至160g/L的七水合硫酸锌，-带速度为60m/分钟至200m/分钟，-湿膜厚度为0.5μm至4μm，-初始带温度为20℃至50℃，-空气流量为5000Nm3/小时至50000Nm3/h。-以小于2g/m2的涂覆重量将油膜施加在基于硫酸锌的层上。专利技术人已经出乎意料地观察到，在转化层中羟基硫酸锌本身的存在导致经处理的金属板对一些粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂的弱粘合性。不受任何科学理论的束缚，专利技术人的理解是羟基硫酸锌结构的羟基与粘合剂的环氧体系反应并导致粘合问题。特别地，它们的存在使界面结合锌/环氧化物劣化并且还引起粘合剂的塑化。从层组成中排除羟基硫酸锌先验地是不可能的，因为一旦将水溶液施加在金属涂层上，pH一由于金属涂层氧化而达到7，羟基硫酸锌就在金属涂层上沉淀。此外，专利技术人已经观察到，即使当转化层明显干燥时，在转化层中也可以存在游离水分子和/或游离羟基。这些游离水分子和/或游离羟基也与粘合剂的特定化合物(例如，如基于环氧的化合物)极具反应性，这导致粘合问题。专利技术人已经进行了深入的研究以获得不包含羟基硫酸锌且完全干燥的层，从而获得在保留最初的基于羟基硫酸锌的层的其他特性的同时对环氧粘合剂具有良好粘合性的层。从产品的角度来看，这些研究显示，只要转化层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，以及只要转化层包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物，良好的对环氧粘合剂的粘合性就是可能的。从工艺的角度来看，这些研究显示，只要小心地控制干燥器中的空气干燥温度以有利于形成一水合硫酸锌、四水合硫酸锌或七水合硫酸锌而不是硫酸锌的其他水合物，就可以获得这样的转化层。此外，已经确定，带速度、湿膜厚度、初始带温度和空气流量必须适合于空气干燥温度以完全干燥转化层并因此形成既不包含游离水分子也不包含游离羟基的基于硫酸锌的层。此外，已经确定，在溶液的施加与干燥器的末端之间的水溶液在金属涂层上的接触时间必须小于4秒，以避免形成羟基硫酸锌。本专利技术的其他特征和优点将在以下描述中更详细地描述。通过参照以下阅读以下描述将更好地理解本专利技术，以下描述仅出于说明目的而提供，而绝非旨在进行限制。-图1是示出本专利技术要求保护的钢的结构的示意性截面图，-图2是根据本专利技术的基于硫酸锌的层和现有技术的羟基硫酸锌层的IRRAS光谱，-图3是示出根据带速度、湿膜厚度、初始带温度、空气流量和空气干燥温度的金属带在干燥器出口处完全干燥的条件的图，在图1中，呈金属带形式的金属板1包括钢基材3，优选热轧然后冷轧的钢基材，并且金属板可以是卷绕的，例如，随后用作例如汽车车体的部件。在该实例中，然后将金属板1从卷上解开，然后切割并成形以形成部件。基材3在一个面5上涂覆有涂层7。在某些变型中，这种类型的涂层7可以存在于基材3的两个面上。涂层7包括至少一个基于锌的层9。“基于锌的”意指涂层7可以是锌或其合金，即包含一种或更多种合金元素例如但不限于铁、铝、硅、镁和镍的锌。该层9通常具有小于或等于20μm的厚度，并且旨在用于以常规方式保护基材3免受穿孔腐蚀影响的目的。应注意，在图1中未按比例绘制基材3和涂覆其的不同层的相对厚度，以使图示更易于解释。在本专利技术的一种变型中，基于锌的层9包含0.2重量％至0.4重量％的铝，其余为锌和由制造过程产生的不可避免的杂质。在本专利技术的一种变型中，基于锌的层9包含至少0.1重量％的镁以改善耐腐蚀性。优选地，层9包含至少0.5重量％，并且更优选至少2重量％的镁。在该变型中，在层9中镁含量被限于20重量％，因为已经观察到更高的比例将导致涂层7的过快消耗，并且因此矛盾地导致抗腐蚀作用的劣化。当层9包含锌、镁和铝时，特别优选的是如果层9包含0.1重量％至10重量％的镁和0.1重量％至20重量％的铝。还优选地，层9包含1重量％至4重量％的镁和1重量％至6重量％的铝。在某些变型中，涂层7可以包括在层9与基材3的面5之间的附加层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢基材，在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171012 IB PCT/IB2017/0012441.一种钢基材，在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层，其中所述金属涂层本身涂覆有包含选自一水合硫酸锌、四水合硫酸锌和七水合硫酸锌的至少一种化合物的基于硫酸锌的层，其中所述基于硫酸锌的层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含游离羟基，所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。


2.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述基于锌或其合金的金属涂层包含0.2重量％至0.4重量％的铝，其余为锌和由制造过程产生的不可避免的杂质。


3.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述基于锌或其合金的金属涂层包含至少0.1重量％的镁。


4.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述基于锌或其合金的金属涂层包含以下中的至少一种元素：至多10重量％含量的镁、至多20重量％含量的铝、至多0.3重量％含量的硅。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的钢基材，其中所述基于硫酸锌的层中的硫的表面密度为3.7mg/m2至27mg/m2。


6.一种汽车部件，由根据权利要求1至5中任一项所述的钢基材制成。


7.一种用于移动金属带的处理方法，包括根据以下的步骤：
-(i)提供在其至少一个面上涂覆有基于锌或其合金的金属涂层的钢带，
-(ii)通过简单接触将包含至少0.01mol/L硫酸锌的水性处理溶液施加至所述金属涂层以形成湿膜，
-(iii)随后将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：莉迪娅·拉基耶莱，弗里达·吉尔贝，克里斯托夫·克拉姆，阿克沙伊·班沙尔，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU