一種抗黑變電鍍鋅鋼板及其制造方法

專利名稱：一種抗黑變電鍍鋅鋼板及其制造方法
一種抗黑變電^^&其制造施
本發明涉及電^#9板制鄉域，具,及一種抗黑變的電鍍鄉板。 糊駄
電鍍鄉板具有鵬的耐腐蝕性能與表面質量，以及良好的焊接性能與涂裝性能，廣 S^于家電、魏、汽車等行業。在汽車某些零部件的實際應用中，電鍍糊板需要進 行比較S^的沖H^形、^處理，^Ht要求電鍍,板具有優良的沖壓性能。為適于沖 壓加工，在實際使用中，應用于汽車特別是高級轎車的電鍍m9板一般為電鍍鋅鋼板。這 種電 #9板是這樣的一種鋼板冷軋鋼^過電鍍鋅獲得符合要求的鍍鋅層后，不經過 其它表面鵬，出廠前僅在其表面上涂覆一層防銹潤滑油。該防銹潤滑油對鋼板既可以起 到防銹作用，同時起到沖壓潤滑作用。
然而在實際使用中發現，這種電鍍，板由于生產時存在的缺陷，它在從鋼廠出廠后 至汽車廠下料加工前的一IS^輸、存鵬程中，鋼板的表面時常會發生外M^色變黑現象，
稱之為黑變。對電鍍##9板而言，這種黑^i不均勻發生的，因此可能會引起鋼板經過涂
驗的表面質量問題。因此黑努腺一鼓電鍍鄉板妒廠家以朋戶高度m的問題。
在過去，針對電鍍糊板的其它種類的產品，如電鍍鋅鈍化處理鋼板、電鍍鋅耐f敏
鋼板等的黑鄉生原因及其防止^a行了研究，并已取得了一定的成果。有研究證明，
電鍍^6ttAb理鋼板、電鍍鋅耐Jg^鋼板的黑變是由于存放a^中在鋼板鍍鋅層表面形成 了一厚度約700 ^1500埃的缺氧型氧化物(ZnO,.x)膜。導iCS種氧化物麟成的主要原 因則是由于電鍍鋅鈍概理鋼板、電鍍鋅駙敏鋼板妒鵬中電鍍鋅溶液中含有過高濃 度的雜質Pb、導致電鍍鋅層含雜質PbKl高、鋅層的結晶Stt取向改變、耐蝕性下降。 即電鍍溶^^質Pb2+是弓胞電鍍f^^AbS鋼板、電鍍鋅耐f敏鋼板黑變的最主要原因。
因此，針對電鍍糊板的其它種類的產品，如電鍍m^化^bS鋼板、電鍍鋅耐指紋鋼 板等的黑變，其防止fe7i^t是要控制及陶氐電鍍溶液中雜質Pb"濃度。如日本專利昭60-63385提出了W^防止電^m^ttAbS鋼板、電鍍鋅耐旨紋鋼板黑變的S^,就是控制電鍍 鋅溶^^質1*2+濃度在0.2ppm以下。又日本專利平5-214579提出采取控制電鍍鋅層中雜 質Pb含量在10ppm以下的械可以預防黑變的發生。該專利提出控制電鍍鋅層中Pb賴
3在lOppm以下5ffi防電鍍，板黑^必要的。
JJ2&專利駄可以防iK些電鍍鋅工藝^^的電鍍鋅鋼板黑變的發生，但并不是對所 有電鍍鋅工藝妒的電鍍,板蹄效果。例如，重力鍍槽電鍍鋅工藝生^的電鍍鋅涂油 鋼板，細了非Pb陽極的電麟工藝，其鍍液中的雜質怖2+濃度極低(低于O.lppm),電 鍍鋅層中Pb含量也在10ppm以下,但是該電鍍W9板存放一 定時間后表面仍然發生了黑變。
針對電鍍鄉板的其它種類的產品，如電鍍鋅鈍化處理鋼板、電鍍鋅耐指紋鋼板等的 黑變，中國^lj訴117644.5貝鵬出了細加強電鍍鋅環節后的 ffi5fe環節的力祛來防止。該 辨'J的^方案為，鋼板經過電鍍鋅環節并用清水 ^再用特定的溶 鋼皿行加強 ，然后再,清水漂洗，之后進M化處理或耐指紋處理。該專利僅僅是提供了- -種 具有抗黑變性能的電鍍鞭化處理鋼板、電鍍鋅耐旨紋鋼板的^方案，其特征僅僅在卄 具體了妒方案中的^工藝參數，并未鵬具有抗黑變性能的電鍍,化處理鋼板、電 鍍鋅1WI^鋼板產品及其具體量化的指標，更未提供具有抗黑變性能的電鍍^§板產品及 其具體量化指標。
發明內扭
因此，本發明的目的在于鄉一種具有良好抗黑變性能的電鍍糊板，同時提供該鋼 板的制造施。
本發明的目的Jia樣實現的， 一種抗黑變電鍍鄉板，包括鋼板、鋼板上的甩鍍鋅^ 和電鍍鋅層表面的^M， fi^^,厚度為0.05 10mg/hi2。
如果Ni層厚度低于0.05 mgtoi2，貝幅電鍍糊板的抗黑變性能得不至幌證；如果Ni 層厚度高于10 mg/tai2，雖然電鍍糊板不會發生黑變，但可能會帶來其它負面的影響，比 如可能會影響電鍍糊板的磷化性能，也可能會影響電鍍鄉板的耐腐蝕性能，同時還會 弓胞電鍍糊板的表面顏被暗。
較佳的是，ff^鶴厚度為0.1-5 mg/hi2。
最佳的是，^&観厚度為0.3-2 mg/m2。
在""^H^的實I^案中，^^鶴表面涂有潤滑油，所述潤滑油的厚度為G.3-3g/m2。 一種制造抗黑變電鍍糊板的施，包鄉板電鍍鋅和涂油工序，其中,在所述鋼板
電鍍鋅I^后將電鍍，^A含NP的^tt寧液中。
艦的是，^M含Ni2+的酸性溶船含NiS04或者NiCl2的,溶液，所述溶液pH值
為1-5.
根據本發明，i^含Ni2+的酸lfcK溶液的組分中，Ni2+以NiS04或者NiCl2形式(含結晶水的^#不含結晶水的形式均可)加入。也可以用NK^+硫酸(FI2S04)或者鹽酸(HC1) 產生化學g，從而獲得含Ni2+、 SO^(^Ci:)的水溶液；含NP的酸性水溶液pH值低 于1時則對鍍鋅層產^重的腐蝕，達不到本發明的，；溶液pH值高于5時貝lJ溶液與鍍 鋅層的^S^，亦達不到本發明的效果。本發明的中pH值的最佳范圍為2 3。 艦的是，將臓電鍍糊板在含NP+的酸性溶液中浸泡1秒以上。 艦的是，將臓電鍍糊板在含Ni2+的鵬溶液中陰極柳處理0.5秒以上。
為在電鍍鋅層表面獲得Ni薄層，電鍍糊板^h^含Ni2+的酸性7K溶液中需要浸泡處 理l秒以上，或者在陰極電流密度為0.1-1A/(W下陰極電解處理0.5秒以上，處理時間越長 則在鍍鋅層表面上沉積的Ni層繊厚。為了既倉繼到理想的抗黑變性能效果，又不影響鍍 糊板的表面外觀，最佳的鵬時間控制范圍為4 40秒(浸泡雌)或者1 5秒(陰極
根據本發明的制造抗黑變電鍍鋅鋼板的方法，所述含說2+的酸性溶液中N產含量為 0.1-50 g/L。
艦的是，^M含Ni2+的酸性溶液中Ni2+賴為0.5-10 g/L。 進一 ， 0M含Ni^的mtt溶液中Ni&^l:為1-3 g^L。
當N嚴^i低于0.1g^L時，難以達到本發明的效果；當NP含量高于50g/L時，雖然 也可以超體發明的棘，但是會增力湖板的制誠本。本發明所述的含Ni"的酸性水溶 液中，N嚴的較^m為0.5-10 g^L,最^4為l-3g^。
艦的是，臓電鍍糊板經Nfm溶液Wg観厚度為0.05-10 mgto2。
艦的是，BfM涂油x^在m^鶴形成后進行，在鶴表面涂覆潤滑油，所述潤滑
油的厚度為0.3-3 g/m2。
本發明鄉的抗黑變性能優良的電鍍糊板可用于制造汽車鋼板。用作該電鍍鋅鋼板 的繊可以為深沖^S深沖冷軋鋼板，也可以是其它冷軋鋼板。
本發明采用的鋼板上的電鍍鋅層為采用成熟的電鍍鋅工藝(通常為采用硫酸鹽7jC溶液 電鍍液體系，但不限于細硫^K溶液電鍍液體系，例如可以細氯化物水溶液電鍍液 體系)電TO得的電,層。本發明可以采用如下的鍍液體系硫酸鹽水溶液電鍍液體系， 溶艦分控制為ZnS04'7H20: 500±50gl，去離子水余量，pH: 2.0±0.5 (用硫麟 液調節)；^S^ag: 53士3'C，鍍液相對鋼板的劍^g: 1.54m/sec，電流密度40450 A/dm2，鍍鋅量20^60 gto2。電鍍鋅層的厚度一般為l(MOO g/m2,作為常規電鍍鋅頓板產 品，常用的鍍鋅層厚度為2(^60gto2。需要說明的是，獲得電鍍鋅層的電鍍鋅工藝及參數條 件對本發明的效果沒有任何影響，同時電鍍鋅層的厚度對本發明的艦也沒有ftf可影響，
5即按照目前成熟的電鍍鋅工藝獲得電鍍鶴啊，且不論其^^層的厚度為多少，用本發 明^*$隨的電^1，板，都具有優良的抗黑變性能。
本發B月所悉的電鍍鋅層表面上的Ni層，可以為單質的Ni形態，也可以為Ni的化合物 形態，例如可以為Ni的氧化物、或者鹽形態。
在電鍍鋅層表面形成Ni薄層后，在該Ni薄層表面上涂覆一層防銹潤滑油。該防銹潤 滑油為市售的防銹潤滑油，例如可以^550HN防^I滑油。涂覆的防銹潤滑油厚度通常 為0.3-3 gto2,防綱滑油的涂覆飄電鍍鄉板的耐蝕性能、沖壓成形性能有影響，但對 電鍍W9板的抗黑3^性能沒有大的影響，因此防銹潤滑油的、凃覆量要依據所用油品的種類、 電鍍，板的運輸存]^IS^輸存放環境剝牛、沖壓加工的具體情況確定。
本發明的有益麟是，本發明麟的抗黑變性能優良的電鍍糊板，不受電鍍液Pb2+ 濃度、鍍槽種類結構等電鍍工藝限制，具有非常好的抗黑變的性能，同時棘良好的沖壓 鵬性能和織性能。
ca f l 、 ff- 、 i h
實施例i
本發明41^的電鍍##9板的制造 如下 (1)鋼板的電wr處理
包M板的鵬旨、 、去離子7jC漂洗等^。，現有的成熟的電鍍前處理工藝即
可。所用鋼板為退;^bSM的冷軋鋼板。
獲得電鍍鋅層的電鍍鋅工藝繊口下
鍍液體系硫酸鹽7jC溶液電鍍液體系，包含ZnSCV7H20 50Qt50g^L，余量為去離子 水，用硫^^液調節pH: 2.Qri).5。
鍍液溫度為53i3'C;鍍液相對鋼板的i^]速度為2.5 m/sec:電流密度為90A/dm2;鍍 鋅層厚度為20gto2。
鋼板電,之后，用去離子7jC沖Mt^面，去除鋼,面殘留的皿。
(3)電鍍鋅層表面Ni薄層的獲得
將i^電鍍鋅后的鋼板在室溫下^A含NPO,lg/L的酸性溶液中，該水溶液為NiS04 的7jC溶液，溶液的pH^i硫m^艦NiC03來調節，控制在2.5。浸泡10秒后取出用去 離子7jcm，并用冷風吹干，得到厚度為0.1mg/hi2的Ni層。 (4)在Ni薄層表面上涂覆防^滑油在鋼板Ni薄層表面上涂覆TO潤滑油，^ffl 550HN牌號的防銹潤滑油。涂覆的防銹
潤滑油厚度為0.5-1 gAn2。 (5)黑變性會隨
細恒溫恒濕加速微^felH憤電鍍,板的抗黑變性能。具體微條件及評價方 法如下。
(a) .i5^^f牛Mjg75。C、朋95%、 i^時間96h;
(b) .用^計測定加速^前后，表面的光亮度(L值)。以i^表面光離的變化 值AUW^的抗黑變性能。^i^前后光離的變化歡小小于5，則認為離未發生 黑變；fet則認為發生了黑變，若變化駄小大于10貝lj認為發生了嚴重的黑變。
黑變性能的im結果JW 1所示。 實施例2
電鍍鋅后的鋼板浸入含Nf+lg/L的酸性溶液中，浸泡4秒，獲得的Ni層厚度為 0.2mg/ta2，離同實施例l。 實施例3
電鍍鋅后的鋼板^A含N嚴3g/L的氯化鎳酸性溶液中，溶液pH控偉贓24，浸泡15 秒，獲得的Ni層厚度為0.5mgAn2，其他同實施例1。 實施伊M
電鍍鋅后的鋼板^A含N產50 g/L的酸性溶液中，浸泡40秒，獲得的Ni層厚度為2 mg/hi2: Ni層表面涂覆潤滑油的厚度為2-3g/m2，其他同實施例l。 實施例5
電鍍鋅層厚度為6Qg/m2，電鍍鋅后的鋼板^A含Ni^lg^L的氯化繊性溶液中，浸泡 15秒，獲得的Ni層厚度為0.5mg/in2,其他同實施例l。 實施例6
電鍍鋅層厚度為60gto2，電鍍鋅后的鋼板ifA含Ni2+3g/L的氯化鎳酸性溶液中，浸泡 10秒，總的Ni層厚度為0.3mgto2: Ni層表面涂覆潤滑油的厚度為l-2gto2,其他同實施 例l。
實施例7
電鍍鋅層厚度為6Qgto2，電鍍鋅后的鋼板^A含Ni2+3g/L的離溶液中，溶液pH控 制在3-5，浸泡40秒，獲得的Ni層厚度為lmg/in2，其他同實施例l。 實施例8
將電鍍鋅后的鋼板在含Ni2+3g/L的^tt溶液中，在溶液pH 1.5、陰極電流密度為0.2A/dm2斜牛下陰極柳1秒，總的Ni層厚虔為2.5 mg^ii2,鵬TW族施例1 。 實施例9
電鍍鋅層厚度為60gto2，將電S鋅后的鋼板在含Ni2+3g/L的酸性溶液中，在溶液pH 1.5 、 陰極電流密度為0.2A/dm2斜牛下陰極鵬2秒，獲得的Ni層厚度為5mg/m2，其他同實施 例l。
實施伊J 10
電鍍鋅層厚度為60g/m2，將電鍍鋅后的鋼板在含Ni2+3g/L的酸性溶液中，在溶液pH 1.5 、 陰極電流密度為0.2A/dm2剝牛下陰極柳5秒，獲得的Ni層厚度為10mg/m2，其他問實 施例l。
對比例1
電鍍鋅后的鋼板劃口^bS，其他同實施例l。 對比例2
電鍍鋅層厚度為60gtoi2，電鍍鋅后的鋼板^J卩鎳^bS，其他同實施例l。 對比例3
將電鍍鋅后的鋼板^A含N嚴0.1 g/L的鵬溶液中,浸泡1秒，獲得的Ni層厚度為0.03 mgto2.其他同實施例l。
表l電鍍鋅鋼板黑變評價結果
鍍鋅層厚 鼠一2鵬液鵬時 間,sec鍍鋅層表面Ni 層厚度黑變AL 歡小黑變懶 結果
實施例l200.1浸瓶io0.1m^m2不黑變
實施例2201浸瓶40.2mg/m23.5不黑變
鄉例3203浸瓶150.5m^m22.5不黑變
實施例42050浸瓶402m《m21.5不黑變
實施伊J5601浸瓶150.5m^n23不黑變
實施例6603浸瓶io0.3mg^m23.5不黑變
實施例7603浸瓶40lm^m22不黑變
實施例82032.5m^m21.5不黑變
實施例9603嶙21不黑變
實施例10603柳》510mg/hi21不黑變
對比例120一一無19嚴重黑變
對比例260一一無20嚴重黑變
對比例3200.1浸瓶l0.03m^m215嚴重黑變
8綠1中的結果可以看出，本發明采用的將鍍鋅后的鋼tfe^入含N產溶液中浸泡或陰極 ^S—段時間后，可以明顯改善電鍍鋅板的抗黑變性能。
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權利要求
1、一種抗黑變電鍍鋅鋼板，包括鋼板、鋼板上的電鍍鋅層和電鍍鋅層表面的鎳層，所述鎳層厚度為0.05～10mg/m2。
2、 根據權利要求1臓的抗黑變電鍍糊板，其特征在于,0f^鶴厚度為0.1-5 mg/m2。
3、 根據權利要求2艦的抗黑變電鍍糊板，^ffi在于，艦鎳層厚度為0.3-2 mg/m2。
4、 鵬權利要求1臓的抗黑變電鍍鄉板，其特征在于，m^観表面涂有潤滑油， J^&潤滑油的厚度為0.3-3 gtoi2。
5、 一種制iW黑變電鍍鋅鋼板的方法，包括鋼板電鍍鋅和涂油工序，其特征在于，在 所述鋼板電鍍鋅XJf后將電鍍，MA含Nf+的酸性溶液中。
6、 ^i^權利要求5 0M的制誠黑變電鍍糊板的施，其特征在于，戶腿含NP的 ^tt溶^含NiS04或者Nia2的酸性溶液，,溶液pH值為l-5.
7、 ；J^g權利要求5,的制^i:黑變電鍍,板的^，其特征在于，將，電鍍鋅鋼板在含N嚴的Kft溶液中浸泡1秒以上。
8、 根據權利要求5，的制^黑變電鍍鋅鋼板的方法， 征在于，將所述電鍍鋅 鋼板在含N嚴的酸性溶液中陰極^處理0.5秒以上。
9、 根據權利要求5艦的制 黑變電鍍糊板的施，其特征在于，m^含Ni2+的 酸性溶液中N產含量為0.1-50 g/L。
10、 根據權利要求8 ,的帝U^t黑變電鍍鋅鋼板的方法，其特征在于，所述含Ni2 的離溶液中N嚴賴為0.5-10 g/L。
11、 根據權利要求8或9 ,的制造抗黑變電鍍,板的，，，征在于，B^M含 Ni2+的,溶液中N產賴為1-3 g/L。
12、 根據權利要求5 ^的制itJfC黑變電鍍鋅鋼板的方法，其特征在于，所述電鍍鋅 鋼鵬Ni^性溶^fcSB観厚度為0.05-10 —2。
13、 根據權利要求5或12皿的制^t黑變電鍍，板的:^4， ^E在于，miB涂 油工序Wf^^M形^進行，在^a表面涂覆潤滑油，所述網滑油的厚度為0.3-3 g/m2。
全文摘要
本發明提供了一種抗黑變電鍍鋅鋼板及該鋼板的制造方法。該鋼板電鍍鋅層表面有一鎳層，所述鎳層厚度為0.05～10mg/m²，鎳層外面涂有潤滑油，潤滑油的厚度為0.3-3g/m²。該制造方法是將電鍍鋅鋼板通過含Ni²⁺0.1-50g/L的酸性溶液浸泡處理1秒以上，或將電鍍鋅鋼板通過含Ni²⁺的酸性溶液陰極電解處理0.5秒以上。本發明的鋼板經過加鎳處理后，能有效防止鋼板表層的黑變，同時亦有良好的沖壓成形性能與涂裝性能。
文檔編號C25D3/02GK101649473SQ20081004172
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月15日 優先權日2008年8月15日
發明者溫乃盟, 鄭建平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司