對金屬基材進行表面處理的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對帶有基于Zn基的保護涂層的金屬基材、特別是鋼板進行表面 處理的方法，其中，將含氯化物的溶液施加到該保護涂層上，并且由此至少區(qū)域式地構造出 具有水鋅礦和氯硒鋅石的防腐蝕層。
【背景技術】
[0002] 由現(xiàn)有技術公知，鋼板配設有基于Zn-Al-Mg基的保護涂層，以便因此提高鋼板的 耐腐蝕性。然而意外地，這種經(jīng)過保護涂覆的鋼板示出了相對強烈地波動的耐腐蝕性。
[0003] 對這些經(jīng)保護涂覆的鋼板實施的腐蝕測試根據(jù)DIN EN ISO 9227 (NSS)通過使用 含水的、5%的NaCl溶液（用NaOH調(diào)節(jié)了 pH值）示出，構造出了帶有水滑石、水鋅礦和氯硒 鋅石作為組分的腐蝕層（〃XPS investigation on the surface chemistry of corrosion products on ZnMgAI-coated steel", Duchoslav et al.，A0FA 2012，"對于在 ZnMgAl 涂覆 的鋼上進行的表面化學腐蝕產(chǎn)品的XPS分析"，Duchoslav等人，AOFA 2012)。在腐蝕層中， 水鋅礦Zb5 (CO3) 2 (OH) 6的濃度明顯高于氯硒鋅石Zn 5 (OH) SC12 · H2O的濃度。此外，在腐蝕層 中還有水滑石（Zn，Mg)6Al2(0H) 16C03*4H20。此外，氯硒鋅石是公知的，其具有相對于水鋅礦 提高了的耐腐蝕性。
[0004] 為了提高氯硒鋅石的濃度，文獻W02012/091385A2建議將基于Zn基的保護涂層中 的Al和Mg的重量比如下地調(diào)整，使得在發(fā)生腐蝕時氯硒鋅石的形成得到簡化。所建議的 是：在保護涂層中Al相對于（Mg+Al)的商應當位于0. 38至0. 48的范圍中。不利的是，這 樣的成分規(guī)定必然導致相對高的耗費，特別是當應借助熱浸鍍層方法將保護涂層涂裝到板 材上時，也就是說，該方法的再現(xiàn)性僅能困難地確保。此外，這種類型的規(guī)定通常僅促成了 在一方面是改進了的腐蝕特性與另一方面的機械、化學和/或電性能的不期望的改變之間 的折衷。因此，以這種方式經(jīng)過保護涂覆的鋼板的可用性會明顯受到限制。
[0005] 此外，對于鋼板，文獻 JPOl 127683A、JP04165082A 和文獻 JP2011168855A 示出了含 有Zn、Mg和/或Al的涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明提出了下述任務：由開頭所描述的現(xiàn)有技術出發(fā)，以如下方式對帶有 基于Zn基的保護涂覆的板材進行表面處理的方法進行改進，即，使得抗腐蝕性得到提高， 降低該抗腐蝕性的波動范圍，并且加速這種板材的制作。此外，應確保該方法的高再現(xiàn)性， 而且該方法能夠不依賴于基于Zn基的保護涂層的組成地被應用。
[0007] 本發(fā)明由此解決了所提出的任務，即，為了在防腐蝕層中構造出相對于水鋅礦份 額提高了的氯硒鋅石份額，該經(jīng)過保護涂覆的基材與借助酸將PH值調(diào)整到4至6范圍中的 且具有1. 8重量百分比至18. 5重量百分比的氯化物的溶液發(fā)生反應。
[0008] 如果該經(jīng)過保護涂覆的基材與借助酸將pH值調(diào)整到4至6范圍中的且具有1. 8 重量百分比至18. 5重量百分比的氯化物的溶液發(fā)生反應，那么可以因而實現(xiàn)特別有利的 在保護涂層上的防腐蝕層。也就是說，根據(jù)本發(fā)明的、特別是基于水的溶液可以顯著促進在 經(jīng)處理的或者經(jīng)腐蝕的保護涂層表面上構造出氯硒鋅石。特別是可以對防腐蝕層的組成如 下地在一個方向上進行影響：使得在該組成中始終構造有相對于水鋅礦份額提高了的氯硒 鋅石份額。由此可以肯定地預計出保護涂層基材有高的耐腐蝕性。此外，對保護涂層進行 的定向的處理或腐蝕可以不依賴于基于Zn基的保護涂層的組成地實施，也就是說，在保護 涂層的抗腐蝕性方面，所提到的成分都能得到改進。因此，可以提供能夠通用地應用的且能 夠再現(xiàn)的方法，其中，可以明顯降低熱浸鍍層方法對于抗腐蝕性的影響或者熱浸鍍層方法 在層厚度本身的通用性和組成方面的波動范圍。
[0009] 然而特別地，根據(jù)本發(fā)明的用于提高抗腐蝕性的方法的特征可以在于，該保護涂 層具有Zn-Al-Mg基，在該保護涂層上面施加具有氯化物的溶液，并且由此至少區(qū)域式地構 造出具有水鋅礦、氯硒鋅石和水滑石的防腐蝕層。由此可以實現(xiàn)：至少區(qū)域式地構造出具有 水鋅礦、氯硒鋅石和水滑石的防腐蝕層。確切的說，保護涂層對腐蝕敏感的且處于表面的金 屬間相可以被添加以氯硒鋅石來變得更加抗腐蝕。此外，由此構造出相對堅固的表面涂層， 這又能夠促成保護涂層的提高了的機械強度。隨后，可以將由此實現(xiàn)的改進的用于其他層 (例如漆或類似物）的可連接性在該保護涂層上使用。此外，由于溶液的提高了的氯化物份 額而加速了對在耐腐蝕性方面改進了的保護涂層的制作，并因而可以相對快速地實施該方 法。
[0010] 具有5重量百分比至30重量百分比的NaCl的溶液證實是特別有利的。其不僅能 廉價而簡單地制作，該溶液還具有積極的工藝過程的影響。5重量百分比至10重量百分比 的NaCl是特別良好地適合的，以便在該溶液中提供對于該方法足夠高的氯化物份額。
[0011] 如果用HCl來調(diào)整該溶液的pH值，那么由此不僅可以加速促進在尤其是構造出氯 硒鋅石的方向上的腐蝕反應，而且還在溶液的成分數(shù)量方面使溶液的組成保持不變。這對 該方法的可再現(xiàn)性產(chǎn)生積極作用。
[0012] 證明特別有利的是，施加到保護涂層上的溶液由水、NaCl和HCl構成。當然，這種 溶液也仍會具有由制作造成的不可避免的雜質(zhì)。這種（因而是待簡單地制作的）溶液會特 別是在與Zn-Al-Mg保護涂層發(fā)生反應時被證明是特別有利的，其中，在該保護涂層的經(jīng)處 理區(qū)域中形成了超過80%的氯硒鋅石份額。
[0013] 相對高的份額的氯硒鋅石可以由此得到確保，其方式為，該溶液與該涂層最多20 分鐘長地進行反應。根據(jù)本發(fā)明的方法甚至可以在這種相對短的反應時間中確保特別快速 的流程并且因此也適用于工業(yè)目的。
[0014] 如果在與溶液發(fā)生反應時為金屬基材加載陽極，那么該溶液與保護涂層的反應時 間還可以進一步降低。
[0015] 如果把該溶液的溫度調(diào)整到30攝氏度至60攝氏度的范圍，那么可以促進氯硒鋅 石的構造，并且因此進一步加速該方法。
[0016] 特別是對于基于Zn基的保護涂層，本發(fā)明的特征可以在于，該保護涂層借助熱浸 鍍層方法施加到板材上（也就是在板材上生成）。也就是說，熱浸鍍層方法的公知的參數(shù)波 動（其可以影響由此構造的保護涂層的抗腐蝕性）因而能夠得到補償。根據(jù)本發(fā)明的方法 因此可以特別是能夠再現(xiàn)地確保在板材上的極高的防腐蝕性。
[0017] 如果溶液與保護涂層的反應構造出具有150nm至I. 5m范圍內(nèi)的層厚度的防腐蝕 層，那么可以得到足夠堅固的具有氯硒鋅石的反應層，以便因而可再現(xiàn)地提高經(jīng)保護涂覆 的基材的耐腐蝕性。
[0018] 如果溶液與保護涂層的反應構造出具有至少80%份額、特別是至少90%份額的 氯硒鋅石的防腐蝕層，那么基于Zn基的保護涂層的化學耐受性可以進一步得到提高。
[0019] 特別是對于Zn-Al-Mg保護涂層，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征可以在于，其中，Al/ (Al+Mg)的商位于0. 5至I. 0的范圍中，特別是AV(A1+Mg)的商為0. 5。
【具體實施方式】
[0020] 下面，憑借實施例示例性地進一步闡明本發(fā)明：
[0021] 為了證實所獲得的改進的耐腐蝕性，根據(jù)本發(fā)明，對兩個涂覆有Zn-Al-Mg的鋼板 用由NaCl、HCl和水連同不可避免的由制作造成的雜質(zhì)組成的溶液進行表面處理，并且與 沒有進行根據(jù)本發(fā)明的表面處理的、涂覆有Zn-Al-Mg的鋼板進行對比。將Zn-Al-Mg保護 涂層的AV (Al+Mg)的商調(diào)整至0. 5。
[0022] 所研究的經(jīng)過保護涂覆的鋼板在表1中列舉：
[0024] 表1 :所研究的經(jīng)過保護涂覆的鋼板1、2、3的概況
[0025] 用根據(jù)本發(fā)明的溶液處理的、經(jīng)過保護涂覆的鋼板分別示出了堅固的防腐蝕層， 其帶有150nm至I. 5m范圍的層厚度。
[0026] 對于經(jīng)過保護涂覆的鋼板2,在30攝氏度程度的溶液溫度以及10分鐘之后就已經(jīng) 實現(xiàn)Zn-Al-Mg保護涂層的提高了的抗腐蝕性，其中，在該溶液與保護涂層進行反應時，施 加陽極負載（20V，50Am 2)。
[0027] 對于經(jīng)過保護涂覆的鋼板3,在60攝氏度程度的溶液溫度以及20分鐘之后就已經(jīng) 實現(xiàn)Zn-Al-Mg保護涂層的這種提高了的抗腐蝕性。在此可以省去對該保護涂層進行的陽 極負載。
【主權項】
1. 一種對帶有基于Zn基的保護涂層的金屬基材、特別是鋼板進行表面處理的方法，其 中，將含氯化物的溶液施加到該保護涂層上，并且由此至少區(qū)域式地構造出具有水鋅礦和 氯硒鋅石的防腐蝕層，其特征在于，為了在防腐蝕層中構造出相對于水鋅礦份額提高了的 氯硒鋅石份額，經(jīng)過保護涂覆的基材與借助酸將pH值調(diào)整到4至6的范圍中的且具有1. 8 重量百分比至18. 5重量百分比的氯化物的溶液發(fā)生反應。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護涂層具有Zn-Al-Mg基，在所述保 護涂層上施加具有氯化物的溶液，并且由此至少區(qū)域式地構造出具有水鋅礦、氯硒鋅石和 水滑石的防腐蝕層。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶液具有5重量百分比至30重 量百分比的NaCl，特別是5重量百分比至10重量百分比的NaCl。4. 根據(jù)權利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，用HC1來調(diào)整所述溶液的pH值。5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，施加到所述保護涂層上的溶液由水、NaCl 和HC1構成。6. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，所述溶液與涂層最多20分 鐘長地進行反應。7. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，在與所述溶液發(fā)生反應時為 所述金屬基材加載陽極。8. 根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，將所述溶液的溫度調(diào)整到 30攝氏度至60攝氏度的范圍。9. 根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，借助熱浸鍍層方法將基于 Zn基的保護涂層施加到板材上。10. 根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述溶液與所述保護涂層 的反應構造出了具有150nm至1. 5m范圍內(nèi)的層厚度的防腐蝕層。11. 根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，所述溶液與所述保護涂層 的反應構造出了具有至少80%份額、特別是至少90%份額的氯硒鋅石的防腐蝕層。12. 根據(jù)權利要求2至11中任一項所述的方法，其特征在于，對于Zn-Al-Mg保護涂層， AV(A1+Mg)的商位于0. 5至1. 0的范圍中，優(yōu)選是0. 5。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對帶有基于Zn基的保護涂層的金屬基材、特別是鋼板進行表面處理的方法，其中，將含氯化物的溶液施加到該保護涂層上，并且由此至少區(qū)域式地構造出具有水鋅礦和氯硒鋅石的防腐蝕層。為了提高保護涂層的抗腐蝕性或者為了在流程和可再現(xiàn)性方面改進該方法而建議，為了在防腐蝕層中構造出相對于水鋅礦份額提高了的氯硒鋅石份額，經(jīng)過保護涂覆的基材與借助酸將pH值調(diào)整到4至6的范圍中的且具有1.8重量百分比至18.5重量百分比的氯化物的溶液發(fā)生反應。
【IPC分類】C25D11/34, C23C22/53
【公開號】CN105378153
【申請?zhí)枴緾N201480030642
【發(fā)明人】杰拉爾德·拉肯內(nèi)達, 卡爾-海因茨·施特洛恩貝格爾
【申請人】奧鋼聯(lián)鋼鐵公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年4月29日
【公告號】EP2992127A1, US20160083828, WO2014176621A1