表面处理钢材制造技术

本发明专利技术的表面处理钢材具有：钢板；形成在上述钢板上且含锌的镀覆层；以及形成在上述镀覆层上的皮膜，所述皮膜的厚度为100nm以上且1000nm以下，上述皮膜包含非晶质相A和非晶质相B，所述非晶质相A作为构成元素含有Si、C、O、P、Zn及V、以及选自Ti、Zr及Al中的1种或2种以上，进行利用EDS的分析时，作为Zn与Si的峰强度比的Zn/Si为1.0以上、作为V与P的质量比的V/P为0.050～1.000，所述非晶质相B含有Si、O、Zn，进行利用EDS的分析时，作为Zn与Si的峰强度比的Zn/Si小于1.0，上述非晶质相A的Zn含量为10质量％以下，在厚度方向的截面中，上述镀覆层与上述非晶质相B的界面长度占上述镀覆层与上述皮膜的界面长度为30％以上。述皮膜的界面长度为30％以上。述皮膜的界面长度为30％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面处理钢材


[0001]本专利技术涉及表面处理钢材。
[0002]本申请基于2021年03月04日在日本提出申请的日本特愿2021
‑
034369号主张优先权，在此援引其内容。

技术介绍

[0003]一直以来，在钢板的表面形成有以锌为主体的镀覆层的镀覆钢板(锌系镀覆钢板)在汽车或者建筑材料、家电制品等范围宽广的用途中使用。通常，为了在不涂油的情况下对镀覆钢板的表面赋予进一步的耐腐蚀性，实施无铬的化学转化处理。
[0004]通过该化学转化处理形成的化学转化处理皮膜要求均匀地将表面覆盖、且与镀覆的密合性优异，耐腐蚀性也优异。但是，锌系镀覆钢板的表面由于被氧化皮膜覆盖，因此即便是要形成化学转化处理皮膜，也有氧化皮膜变为障碍、化学转化处理皮膜的密合性低、发生因化学转化处理皮膜的密合性降低所导致的涂饰不良
‑
涂饰不均、或者化学转化处理皮膜从镀覆层上剥离的情况。
[0005]对于这种课题，例如专利文献1中公开了通过在含锌的镀覆钢板上形成皮膜，可获得与粘接剂的粘接性良好、具有优异耐腐蚀性的皮膜，所述皮膜包含丙烯酸树脂、锆、钒、磷以及钴，在皮膜的截面中从表面至膜厚1/5厚度的区域中、丙烯酸树脂的面积率为80～100面积％，在皮膜的由从膜厚中心至上述表面侧的膜厚1/10厚度的区域和从上述膜厚中心至上述镀覆层侧的膜厚1/10厚度的区域形成的区域中、丙烯酸树脂的面积率为5～50面积％。
[0006]专利文献2中公开了一种表面处理钢板，其为包含钢板以及树脂系化学转化处理皮膜的表面处理钢板，该树脂系化学转化处理皮膜以重量比50/1～1/1的范围具有基体树脂和分散在该基体树脂中的难溶性铬酸盐的胶体粒子，该胶体作为分散在该基体树脂中的粒子的平均粒径小于1μm。
[0007]专利文献2中记载了该表面处理钢板的耐铬溶出性、SST(240hr)、加工部耐腐蚀性、处理液稳定性优异。
[0008]专利文献3中公开了一种化学转化处理钢板，其具有：有包含Al：0.1～22.0质量％的Zn系镀覆层的Zn系镀覆钢板；和配置在上述Zn系镀覆层上的化学转化处理皮膜，上述化学转化处理皮膜具有：配置在上述Zn系镀覆层表面上且包含V、Mo及P的第一化学转化处理层；和配置在上述第一化学转化处理层上且包含4A族金属含氧酸盐的第二化学转化处理层，上述化学转化处理皮膜中的5价V与全部V的比例为0.7以上。
[0009]专利文献3中公开了该化学转化处理钢板是以Zn系镀覆钢板为原板的化学转化处理钢板，即便是在低温且短时间内对所涂布的化学转化处理液进行干燥也可制造，耐腐蚀性及耐黑变性优异。
[0010]专利文献4中公开了一种表面处理钢材，其在(1)钢材表面上涂布一种水系金属表面处理剂进行干燥来形成含有各成分的复合皮膜，其中，所述水系金属表面处理剂包含
[0011](2)以固体成分质量比[(A)/(B)]计为0.5～1.7的比例配合分子中含有1个氨基的
硅烷偶联剂(A)和分子中含有1个缩水甘油基的硅烷偶联剂(B)所获得的分子内含有2个以上式
‑
SiR1R2R3(式中，R1、R2以及R3彼此独立地表示烷氧基或羟基，至少1个表示烷氧基)所示官能团(a)及1个以上选自羟基(与官能团(a)可以包含的基团不同者)和氨基中的至少1种亲水性官能团(b)且平均分子量为1000～10000的有机硅化合物(W)；
[0012](3)选自氢氟酸钛或氢氟酸锆中的至少1种氟化合物(X)；
[0013](4)磷酸(Y)；以及(5)钒化合物(Z)，
[0014]并且，
[0015]在该复合皮膜的各成分中，
[0016](6)有机硅化合物(W)与氟化合物(X)的固体成分质量比[(X)/(W)]为0.02～0.07，
[0017](7)有机硅化合物(W)与磷酸(Y)的固体成分质量比[(Y)/(W)]为0.03～0.12，
[0018](8)有机硅化合物(W)与钒化合物(Z)的固体成分质量比[(Z)/(W)]为0.05～0.17，且
[0019](9)氟化合物(X)与钒化合物(Z)的固体成分质量比[(Z)/(X)]为1.3～6.0。
[0020]根据专利文献4，公开了该表面处理钢材满足耐腐蚀性、耐热性、耐指纹性、导电性、涂饰性以及加工时的抗黑渣性全部。
[0021]现有技术文献
[0022]专利文献
[0023]专利文献1：日本专利第6191806号公报
[0024]专利文献2：国际公开第97/00337号
[0025]专利文献3：日本专利第6272207号公报
[0026]专利文献4：日本专利第4776458号公报

技术实现思路

[0027]专利技术要解决的课题
[0028]但是，由于近年的品质要求的高度化，开始要求具有化学转化处理皮膜等皮膜的表面处理钢材具有优异的涂饰密合性以及优异的耐腐蚀性。本专利技术人们进行研究的结果发现，专利文献1～4中仍有时无法应对这种近年有所高度化的要求。
[0029]另外，专利文献1、2中公开的包含树脂的化学转化处理还具有以下课题：由于使用有机树脂成分，因此仍具有加工时的抗黑渣性变得不充分的情况。加工时的抗黑渣性是指对于金属在实施了压制加工等加工时、金属表面因压制模具等受到强烈的滑动而由被覆在金属材表面上的皮膜产生黑渣性物质并进行固定、堆积而有损外观的耐受性。黑渣性物质有时是因化学转化处理皮膜的有机树脂成分所导致发生的。
[0030]本专利技术鉴于上述课题而完成。本专利技术的课题在于提供具有优异涂饰密合性以及优异耐腐蚀性的表面处理钢材。
[0031]用于解决课题的手段
[0032]本专利技术人们对于在具有镀覆层以及皮膜的表面处理钢材中用于兼顾优异涂饰密合性以及优异耐腐蚀性的皮膜的构成进行了研究。结果发现，1)作为皮膜的构成元素，通过含有规定的元素而获得优异的耐腐蚀性；以及2)通过在皮膜的与镀覆层的界面的一部分或全部上形成不同于其它部分的构成的层，皮膜的密合性提高、涂饰密合性提高。
[0033]本专利技术鉴于上述发现而完成。本专利技术的主旨如下所述。
[0034][1]本专利技术一个方式的表面处理钢材具有：
[0035]钢板；
[0036]形成在上述钢板上且含锌的镀覆层；以及
[0037]形成在上述镀覆层上的皮膜，
[0038]上述皮膜的厚度为100nm以上且1000nm以下，
[0039]上述皮膜包含非晶质相A和非晶质相B，所述非晶质相A作为构成元素含有Si、C、O、P、Zn及V、以及选自Ti、Zr以及Al中的1种或2种以上，进行利用EDS的分析时，作为Zn与Si的峰强度比的Zn/Si为1.0以上、作为V与P的质量比的V/P为0.050～1.000，所述非晶质相B含有Si、O、Zn，进行利用EDS的分析时，作为Zn与Si的峰强度比的Zn/Si小于1.0，
[0040]所述非晶质相A的Zn含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种表面处理钢材，其具有：钢板；形成在所述钢板上且含锌的镀覆层；以及形成在所述镀覆层上的皮膜；所述皮膜的厚度为100nm以上且1000nm以下，所述皮膜包含非晶质相A和非晶质相B，所述非晶质相A作为构成元素含有Si、C、O、P、Zn及V、以及选自Ti、Zr及Al中的1种或2种以上，进行利用EDS的分析时，作为Zn与Si的峰强度比的Zn/Si为1.0以上、作为V与P的质量比的V/P为0.050～1.000，所述非晶质相B含有Si、O、Zn，进行利用EDS的分析时，作为Zn与Si的峰强度比的Zn/Si小于1.0，所述非晶质相A的Zn含量为10质量％以下，在厚度方向的截面中，所述镀覆层与所述非晶质相B的界面长度占所述镀覆层与所述皮膜的界面长度为30％以上。2.根据权利要求1所述的表面处理钢材，所述镀覆层的化学组成以质量％计包含Al：...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口伸一，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：