熱鍍鋅加工 日本無鉻化處理熱鍍鋅鋼板的開發(fā)

高耐蝕合金化熱鍍鋅鋼板SuperDyma®是在Zn中添加Al、Mg、Si的合金化（Zn-11Al3Mg-0.2Si）熱鍍鋅鋼板。近年來由于環(huán)境保護意識的提高，首先在家電領(lǐng)域推進了無鉻化制品之后，在建材產(chǎn)品方面，對無鉻化的要求也日漸提高。日本國土交通省頒布的公共建筑工程標準，在2016年可能將無鉻化作為建材制品的規(guī)定。在此背景下，新日鐵住金開發(fā)出多種適用于SuperDyma®的無鉻化后處理皮膜，以滿足環(huán)保的新要求。

1、無鉻化后處理鍍鋅鋼板的結(jié)構(gòu)

無鉻化后處理SuperDyma®是在合金化鍍層上附著了特殊處理層的鋼板，鍍層結(jié)構(gòu)如圖1。特殊處理層是在具有腐蝕因子屏蔽功能的特殊皮膜中添加了腐蝕抑制劑的處理層，因此兼有腐蝕因子屏蔽功能和自修復功能（見圖2），可替代鉻酸鹽皮膜。按照鍍層鋼板的使用條件不同，對無鉻化后處理皮膜的無機/有機成分和腐蝕抑制劑成分進行了優(yōu)化設(shè)計，開發(fā)出兩種無鉻化后處理皮膜：一種是耐蝕性與傳統(tǒng)鉻酸鹽皮膜相同的、以無機化合物為主要組成的QN型皮膜；另一種是耐蝕性和加工性優(yōu)良的、以有機化合物為主要組成的QFK型皮膜。

2、無鉻化后處理皮膜性能試驗方法

無鉻化后處理皮膜性能試驗用的鋼板情況如表1。原板是SuperDyma®（鍍層量為90g/m2）對原板分別進行QN和QFK無鉻化后處理。并且將傳統(tǒng)的鉻酸鹽后處理鋼板作為對比鋼板進行試驗。

2.1、耐蝕性

將試樣端部封閉起來，用鹽水噴霧試驗（JISZ2371）對試樣的平面部位進行腐蝕試驗，根據(jù)白銹面積率進行耐蝕性評價。此外，在宮古島進行室外暴露試驗。對試樣端部和背面進行封閉，將試樣朝南，傾斜45°進行暴露腐蝕試驗。根據(jù)白銹面積率進行耐蝕性評價。

2.2、潤滑性

判定鋼板成形性一個指標是鋼板的動摩擦系數(shù)。使用HEIDON-14動摩擦系數(shù)測定儀對鋼板的動摩擦系數(shù)進行測定?；瑒蛹侵睆綖?0mm的鋼球、負荷1.0N。鋼球滑動速度150mm/min，根據(jù)鋼球的應(yīng)力求出動摩擦系數(shù)。

此外，為評價在模具沖壓時鋼板平面部位的滑動性，對鋼板拉拔試驗中的動摩擦系數(shù)進行了測定。用材質(zhì)為SKD11、接觸面積為30mm×25mm的平面模具將試驗鋼板夾緊，夾緊力為0.5kN。以200mm/min的速度拉拔試樣，根據(jù)拉拔試樣時的拉拔力求出摩擦系數(shù)。

2.3、導電性

對試驗材料的層間電阻和接觸電阻（接地性）進行了測定。層間電阻測定按JISC2550進行，試驗電壓0.5V、試驗壓力2N/mm2。接觸電阻測定方法是四探針法。

2.4、涂裝性

將三聚氰胺醇酸漆涂敷在試驗鋼板表面，干燥后的漆膜厚度為20μm。對涂漆后的鋼板進行烘烤。然后在鋼板表面刻劃出線條間隔為1mm的網(wǎng)格，將膠帶粘在鋼板表面，再將膠帶剝離，目測漆膜的剝離情況。

3、試驗結(jié)果

3.1、耐蝕性

對比試驗用材鹽水噴霧試驗后白銹的發(fā)生情況。普通型QN處理SuperDyma®具有與鉻酸鹽處理（Y處理）SuperDyma®相同的耐蝕性，QFK處理SuperDyma®的耐蝕性好于Y處理SuperDyma®。試驗材料宮古島室外暴露2年后，無鉻化處理SuperDyma®和鉻酸鹽處理SuperDyma®白銹率低，都顯示出良好的耐蝕性。

3.2、潤滑性

圖5和圖6分別是鋼球滑動試驗和平板拉拔的動摩擦系數(shù)。兩種試驗的結(jié)果都表明，QN處理SuperDyma®和Y處理SuperDyma®具有相同的動摩擦系數(shù)。QFK處理SuperDyma®在不涂油狀態(tài)下的動摩擦系數(shù)也很小。

3.3、導電性

QN處理SuperDyma®的層間電阻和電導率都與Y處理SuperDyma®基本相同，QFK處理SuperDyma®的層間電阻略大于Y處理SuperDyma®，這是提高無鉻化處理層耐蝕性的結(jié)果。

3.4、涂裝性

表2是涂裝性試驗結(jié)果。QN處理SuperDyma®、QFK處理SuperDyma®的涂裝性都與Y處理SuperDyma®相同。4、小結(jié)以上對無鉻化處理SuperDyma®和傳統(tǒng)的鉻化處理SuperDyma®的各項特性進行了比較。無鉻化處理SuperDyma®的耐蝕性、潤滑性、導電性和涂裝性都等于或好于傳統(tǒng)的鉻化處理SuperDyma®。并且有些無鉻化處理皮膜具有更好的耐蝕性和加工性。在使用中，可以根據(jù)使用目的，選擇相應(yīng)的無鉻化處理皮膜類型。無鉻化處理技術(shù)減少了環(huán)境污染物的產(chǎn)生，無鉻化處理SuperDyma®的應(yīng)用將會不斷到擴大。