涂裝后耐蝕性優(yōu)異的鋁系合金鍍覆鋼材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及涂裝后耐蝕性優(yōu)異的侶系合金鍛覆鋼材。
【背景技術(shù)】
[0002] 從降低環(huán)境負荷、減少使用周期成本W(wǎng)及確保安全性運樣的方面考慮，各種防誘 材料被廣泛用于各種領(lǐng)域。使用例從電子部件運樣的小部件到家電產(chǎn)品、汽車、±木材料W 及基建設(shè)備運樣的大型結(jié)構(gòu)件。
[0003] 作為防誘材料之一有鍛覆鋼材，其中大量使用了鋒鍛覆鋼材。大量使用鋒鍛覆鋼 材的很大的理由是：較便宜，并且對基底金屬具有犧牲防蝕作用；在大氣環(huán)境下，化本身的 腐蝕速度小。作為除了鋒鍛覆鋼材W外的鍛覆鋼材，例如有侶鍛覆鋼材。但是，侶鍛覆鋼材 存在下述問題：由于存在于A1鍛層的表面的氧化覆膜而使得不具有對基底金屬的犧牲防 蝕性；由于存在于A1鍛層的表面的氧化覆膜而使得化成處理性不充分，涂裝后耐蝕性差。 另一方面，由于A1本身的腐蝕速度比化小，因此可W認為若用A1鍛層能夠確保犧牲防蝕 性、涂裝后耐蝕性，則用途廣泛。
[0004] 因此，提出了改善A1鍛層的耐蝕性的技術(shù)。例如，在日本特開2003-34845號公報 (專利文獻1)中，通過使A1鍛覆中含有0. 5~10 %的Mg，生成充分量的化成皮膜，從而提 高涂裝后耐蝕性。然而，在A1鍛覆中添加Mg運樣的活潑元素時，A1鍛層本身的活潑度會 增加，反而裸耐蝕性（未涂裝時的耐蝕性）變差。
[0005] 另一方面，在日本特開2007-302982號公報（專利文獻2)中，通過在A1鍛層的表 面賦予化或其化合物等，涂裝后耐蝕性得到了改善。然而，由于化或者化化合物與鍛覆 的密合性不充分，因此涂裝后耐蝕性的提高效果尚不充分。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2003-34845號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2007-302982號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的問題
[0011] 本發(fā)明鑒于上述問題，其所要解決的問題在于：提供具有犧牲防蝕性并且涂裝后 耐蝕性比現(xiàn)有的侶鍛覆鋼材更優(yōu)異的侶系合金鍛覆鋼材。
[0012] 用于解決問題的手段
[0013] 本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱丝朔鲜鰡栴}而進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在侶系合金 鍛層的表面設(shè)置含有化0的層，使侶系合金鍛層中含有化和Si,進一步在含有化0的層與 侶系合金鍛層之間形成由化及A1形成的復(fù)合氧化物層，由此能夠?qū)崿F(xiàn)具有犧牲防蝕效果 并且涂裝后耐蝕性比現(xiàn)有的侶系鍛覆鋼材更優(yōu)異的侶系合金鍛覆鋼材。本發(fā)明的主旨如下 所述。
[0014] (1) 一種涂裝后耐蝕性優(yōu)異的侶系合金鍛覆鋼材，其特征在于，其由鋼材和形成在 所述鋼材的表面上的被覆層制成，
[0015] 所述被覆層是具備W質(zhì)量％計含有10%~50%的化和3%~15%的Si并且形 成在所述鋼材的表面上的侶系合金鍛層、形成在所述A1合金鍛層的表面上的含有ZnO的層 W及形成在所述A1合金鍛層與所述含有ZnO的層之間并且具有0. 05ym~2ym的厚度的 ZnAl2〇4層而成的。
[0016] (2)根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂裝后耐蝕性優(yōu)異的侶系合金鍛覆鋼材，其特征在于， 所述被覆層的表面粗糖度Ra為lym~5]im的范圍。
[0017] 發(fā)明效果
[0018] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的侶系合金鍛覆鋼材，其具有犧牲防蝕性，涂裝后耐蝕性與 現(xiàn)有的侶鍛覆鋼材相比也能夠格外地得到提高。因此，能夠適用于家電產(chǎn)品、汽車、±木材 料W及例如基建設(shè)備運樣的大型結(jié)構(gòu)件，從而產(chǎn)業(yè)上的貢獻極大。
【具體實施方式】
[0019]W下，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。本實施方式的侶系合金鍛覆鋼材由鋼 材和形成在該鋼材的表面上的被覆層制成。被覆層是具備形成在鋼材的表面上的侶系合金 鍛層、形成在A1合金鍛層的表面上的含有ZnO的層W及形成在A1合金鍛層與含有化0的 層之間的ZnAl2〇4層而構(gòu)成的。在實施方式W及實施例的說明中，將含有ZnO的層記為"含 化0層"。
[0020] 有必要使侶系合金鍛層中含有化?；哂邢率鲂Ч簩H系合金鍛層本身賦予犧 牲防蝕性的效果；W及增大侶系合金鍛層的表面粗糖度，從而展現(xiàn)錯固效果來提高涂裝后 耐蝕性。侶系合金鍛層中的化的含有率有必要W質(zhì)量％計為10%~50%?；∮?0% 時，賦予犧牲防蝕性的效果W及增大侶系合金鍛層的表面粗糖度的效果不足，故不優(yōu)選。另 夕F，化超過50%時，侶系合金鍛層本身變脆，鍛覆密合性差，故不優(yōu)選。
[0021] 另外，在侶系合金鍛層中，除了化W外，從進一步提高鍛覆密合性的觀點考慮，有 必要W質(zhì)量％計含有3%~15%的范圍的Si。通過使侶系合金鍛層中含有Si,能夠抑制 化-A1合金層的生長，提高鍛覆密合性。此外，Si小于3%時，其效果不足；超過15%時，反 而鍛覆密合性會劣化。
[0022] 此外，侶系合金鍛層的表面粗糖度Ra優(yōu)選為1ym~5ym。表面粗糖度Ra是指JISB0601中規(guī)定的表面性狀參數(shù)。表面粗糖度Ra小于lym時，由于錯固效果的不足而 涂裝后耐蝕性差。表面粗糖度Ra超過5ym時，凹凸變得過大，因此成為產(chǎn)生涂膜厚度差的 主要原因，反而會使得耐蝕性劣化。此外，對于本實施方式的侶系合金鍛覆鋼材而言，侶系 合金鍛層的表面粗糖度Ra由被覆層的表面粗糖度所反映。因此，被覆層的表面粗糖度Ra 為lum~Sum的范圍。
[0023]另外，對于被覆層而言，有必要在緊接著侶系合金鍛層上方即在含ZnO層與侶系 合金鍛層之間具有ZnAl2〇4層。ZnAl2〇4層具有強化侶系合金鍛層W及鋼材與含ZnO層的密 合性、提高涂裝后耐蝕性的效果。ZnAl2〇4層的厚度有必要為0.05ym~2ym。厚度小于 0. 05ym時，提高密合性、提高涂裝后耐蝕性的效果不足。而厚度超過2ym時，ZnAl2〇4層本 身變脆而變得易于剝離。此外，ZnAl2〇4層的厚度可W通過下述方式測定：切出本實施方式 的侶系合金鍛層的任意截面，然后埋入樹脂并研磨，w掃描型電子顯微鏡對其任意截面進 行觀察。
[0024] 侶系合金鍛覆鋼材的最表面有必要具有含ZnO層。含ZnO層具有賦予化成處理 性的效果，并且其為用于形成為了提高本實施方式的侶系合金鍛覆鋼材的耐蝕性所需的 ZnAl2〇4層的化供給源。含ZnO層的量沒有特別規(guī)定，但含ZnO層的化量小于0. 4g/m2時， 難W形成充分量的ZnAl2〇4層。反之，化量超過5g/m2時，容易因與侶系合金鍛層的密合性 變差而脫落或者焊接性變差。因此，含ZnO層的量優(yōu)選化量為0. 4g/m2~5g/m2的量。
[0025]成為侶系合金鍛覆鋼材的基材的鋼材的成分、形態(tài)等全部沒有限制。成分可W為 軟質(zhì)鋼材，也可W為包含Si、Mn等強化元素的鋼材。另外，形態(tài)可W為薄板、厚板、鋼管、型 鋼或者成型品。
[0026] 接著，對本實施方式的涂裝后耐蝕性優(yōu)異的侶系合金鍛覆鋼材的制造方法進行說 明。
[0027] 本實施方式的侶系合金鍛覆鋼材的制造方法包括下述工序：在鋼材上形成侶系合 金鍛層的工序、在侶系合金鍛層的表面上（緊接著該表面上方）形成含ZnO層的工序W及 在侶系合金鍛層與含ZnO層之間形成ZnAl2〇4層的工序。W下，對各工序進行說明。
[0028](侶系合金鍛層的形成工序）
[0029]就侶系合金鍛層的形成方法而言，可W使用一直W來所使用的熱浸鍛等。另外，熱 浸鍛的方式可W為氧化還原平衡法、全還原法、內(nèi)部氧化法、助鍛劑法、預(yù)鍛覆法等中的任 一種。為了使侶系合金鍛層中含有化，可W預(yù)先在含有Si的侶系合金鍛浴中混入化，也可 W在進行含有Si的侶系合金鍛覆之后加熱鋼材而使鋼材中所含有的化擴散至侶系合金鍛 層中。作為侶系合金鍛層的附著量，優(yōu)選每單個面的附著量為30g/m2~200g/m2。附著量 小于30g/m2時，耐蝕性稍差；超過200g/m2時，要擔(dān)屯、鍛覆會剝離。
[0030]為了將侶系合金鍛層的表面粗糖度Ra設(shè)定為1ym~5ym，只要將形成有侶系合 金鍛層的鋼材W升溫速度為rc/秒W上且小于50°c/秒從600°C~1000°C的區(qū)域加熱到 850°C~1000°C就行。另外，通過控制形成侶系合金鍛層之前的鋼材表面的表面粗糖度Ra， 可W將侶系合金鍛層的表面粗糖度Ra設(shè)定為1ym~5ym。但是，就控制鋼材表面的表面 粗糖度Ra的方法而言，侶系合金鍛層的表面粗糖度Ra根據(jù)鍛覆附著量有可能會變化。因 此，優(yōu)選通過加熱來控制侶系合金鍛層的表面粗糖度Ra的方法。如上所述，表面粗糖度Ra 是指JISB0601中規(guī)定的表面性狀參數(shù)。另外，表面粗糖度Ra的測定W及評價方法沒有 特別規(guī)定，只要為一直W來常規(guī)使用的方法就行，例如可W采用JISB0633中規(guī)定的方法。
[0031] 此外，在控制表面粗糖度Ra時的加熱處理中，可W同時進行化向侶系合金鍛層的 擴散。
[003引（含ZnO層的形成工序）
[0033]作為含化0層的形成方法，例如可列舉出：在含有ZnO的懸濁液中混合規(guī)定的有機 性粘結(jié)劑來制備涂布液，將該涂布液涂布于侶系合金鍛層的表面的方法。作為含有ZnO的 懸濁液，可W使用使ZnO粉體分散于水等分散介質(zhì)而得到的那些。另外，作為規(guī)定的有機性 粘結(jié)劑，例如可列舉出：聚氨醋系樹脂、聚醋系樹脂、丙締酸系樹脂、硅烷偶聯(lián)劑。此外，在有 機系粘結(jié)劑成分中可W含有二氧化娃。運些有機性粘結(jié)劑優(yōu)選為水溶性W能夠與ZnO懸濁 液混合。只要將運樣得到的涂布液涂布于侶系合金鍛層的表面并使其干燥就行。
[0034] 另外，作為其他方法，