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，其中金属涂层本身涂覆有包含以下的转化层：

【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
[0001]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。
[0002]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性溶液中的处理。
[0003]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。
[0004]从US2017260471中已知用包含选自硫酸铝、硫酸铵、硫酸铁和硫酸镁中的硫酸盐的水性溶液对锌涂覆的金属板进行处理以在平的钢产品体系的成形中获得良好的摩擦学条件。
[0005]本专利申请公开了包含所列出的硫酸盐的摩擦学活性层实现了与例如在WO00/15878中公开的常规涂层相同的效果。
[0006]从WO00/15878中确实已经知晓用包含硫酸锌的水性溶液对锌涂覆的金属板进行处理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处理获得的性能更高的性能的预润滑的锌涂覆的金属板。
[0007]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。
[0008]专利申请WO2019/073273和WO2019/073274公开了这样的钢基材，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转化层，其中所述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，所述转化层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。
[0009]这些专利申请还公开了用于生产该钢基材的处理方法，所述处理方法包括根据以下的步骤：
[0010]‑
(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，
[0011]‑
(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，
[0012]‑
(iii)随后将水性处理溶液在干燥器中在空气特定干燥温度下干燥，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转化层，转化层中的硫的表面密度大于或等于0.5mg/m2。在专利申请WO2019/073273中，空气干燥温度高于170℃。在专利申请WO2019/073274中，空气干燥温度低于80℃。
[0013]在这两个专利申请中，尽管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(它们降低汽车工业中使用的粘合剂的粘合性)，但处理方法包括在非常特定的温度下进行空气干燥。因为在干燥温度范围之外，形成羟基硫酸锌结构，从而降低汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂的粘合性，因此，它们是非常限制性的。为了获得这样的干燥温度，所有的设备都无法处理或修改。最后，该过程是复杂的，因为其要求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。
[0014]因此，本专利技术的目的是通过提供对汽车工业中使用的粘合剂，尤其是基于环氧的粘合剂，无论干燥温度如何都提供较好的粘合性的表面处理，来改进现有技术(设施和工艺)的缺点。
[0015]该目的通过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基材来实现，其中所述金属涂层本身涂覆有包含以下的转化层：
[0016]硫酸锌水合物、
[0017]至多14mg.m
‑2的量的铝，
[0018]其中转化层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含任何具有游离羟基的化合物，转化层中硫的表面密度大于或等于5.0mg/m2。
[0019]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：
[0020]‑
铝的量为至多13.0mg.m2，
[0021]‑
转化层的铝为硫酸铝和/或氢氧化铝的形式，
[0022]‑
转化层中的铝量为5.0mg.m
‑2至13.0mg.m
‑2，
[0023]‑
硫酸锌水合物包含选自一水合硫酸锌(ZnSO4.H2O)、四水合硫酸锌(ZnSO4.4H2O)和七水合硫酸锌(ZnSO4.7H2O)中的至少一种化合物。
[0024]‑
转化层中的硫的表面密度为5.0mg/m2至22.0mg/m2，
[0025]‑
基于锌或其合金的金属涂层包含以下中的至少一种元素：含量为至多10重量％的镁、含量为至多20重量％的铝、含量为至多0.3重量％的硅，
[0026]‑
基于锌或其合金的金属涂层包含至少0.1重量％的镁，
[0027]本专利技术的第二个目的由根据本专利技术的钢基材制成的汽车部件构成。
[0028]本专利技术的第三个目的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：
[0029]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，
[0030]ii.通过简单接触将包含至少0.01mol.L
‑1硫酸锌和至少0.01mol.L
‑1硫酸铝的水性处理溶液施加至金属涂层以形成湿膜，
[0031]ii.随后将水性处理溶液用空气干燥以在金属涂层上形成包含以下的转化层：
[0032]硫酸锌水合物、
[0033]至多14mg.m
‑2的量的铝，
[0034]其中转化层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含任何具有游离羟基的化合物，转化层中硫的表面密度大于或等于5.0mg/m2。
[0035]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：
[0036]‑
铝的量为至多13.0mg.m2，
[0037]‑
水性处理溶液包含10g/L至140g/L的七水合硫酸锌，
[0038]‑
水性处理溶液包含1g/L至80g/L的十八水合硫酸铝，
[0039]‑
水性溶液中的锌量相对于铝量的重量比为5至40，
[0040]‑
金属涂层可以通过热浸镀、电涂沉积或物理气相沉积来沉积，
[0041]‑
在施加水性处理溶液之前对金属涂层进行脱脂，
[0042]‑
湿膜厚度为0.5μm至4μm，
[0043]‑
以小于2g/m2的涂覆重量将油膜施加在转化层上，
[0044]‑
干燥温度为20℃至200℃。
[0045]不希望受任何科学理论的束缚，看起来是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。事实上，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，它们的存在使锌/环氧化物的界面结合劣化并且还引起粘合剂的塑化。
[0046]此外，本专利技术人已经观察到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】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以下的转化层：
‑
硫酸锌水合物、
‑
至多14mg.m
‑2的量的铝，其中所述转化层既不包含羟基硫酸锌，也不包含游离水分子，也不包含任何具有游离羟基的化合物，所述转化层中硫的表面密度大于或等于5.0mg/m2。2.根据权利要求1所述的钢基材，其中所述转化层的所述铝为硫酸铝和/或氢氧化铝的形式。3.根据权利要求1或2中任一项所述的钢基材，其中所述转化层中的铝量为5.0mg.m
‑2至13.0mg.m
‑2。4.根据权利要求1至3中任一项所述的钢基材，其中所述硫酸锌水合物包含选自一水合硫酸锌(ZnSO4.H2O)、四水合硫酸锌(ZnSO4.4H2O)和七水合硫酸锌(ZnSO4.7H2O)中的至少一种化合物。5.根据权利要求1至3中任一项所述的钢基材，其中所述转化层中硫的表面密度为5.0mg/m2至22.0mg/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：iv.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，v.通过简单接触将包含至少0.01mol.L
‑1硫酸锌和至少0.01mol.L
‑1硫酸铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里达，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：