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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(hù)意識(shí)的提高，首先在家電領(lǐng)域推進(jìn)了無鉻化制品之后，在建材產(chǎn)品方面，對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，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(fù)功能，可替代鉻酸鹽皮膜。按照鍍層鋼板的使用條件不同，對(duì)無鉻化后處理皮膜的無機(jī)/有機(jī)成分和腐蝕抑制劑成分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(jī)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(jī)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(yàn)方法

    無鉻化后處理皮膜性能試驗(yàn)用的鋼板情況如表1。原板是SuperDyma（鍍層量為90g/m2）對(duì)原板分別進(jìn)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(duì)比鋼板進(jìn)行試驗(yàn)。

    2.1、耐蝕性

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

    2.2、潤(rùn)滑性

    判定鋼板成形性一個(gè)指標(biāo)是鋼板的動(dòng)摩擦系數(shù)。使用HEIDON-14動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)定儀對(duì)鋼板的動(dòng)摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)定�；瑒�(dòng)件是直徑為10mm的不銹鋼鋼球、負(fù)荷1.0N。鋼球滑動(dòng)速度150mm/min，根據(jù)鋼球的應(yīng)力求出動(dòng)摩擦系數(shù)。

    此外，為評(píng)價(jià)在模具沖壓時(shí)鋼板平面部位的滑動(dòng)性，對(duì)鋼板拉拔試驗(yàn)中的動(dòng)摩擦系數(shù)進(jìn)行了測(cè)定。用材質(zhì)為SKD11、接觸面積為30mm×25mm的平面模具將試驗(yàn)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(shí)的拉拔力求出摩擦系數(shù)。

    2.3、導(dǎo)電性

    對(duì)試驗(yàn)材料的層間電阻和接觸電阻（接地性）進(jìn)行了測(cè)定。層間電阻測(cè)定按JISC2550進(jìn)行，試驗(yàn)電壓0.5V、試驗(yàn)壓力2N/mm2。接觸電阻測(cè)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(yàn)鋼板表面，干燥后的漆膜厚度為20μm。對(duì)涂漆后的鋼板進(jìn)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(cè)漆膜的剝離情況。

    3、試驗(yàn)結(jié)果

    3.1、耐蝕性

    對(duì)比試驗(yàn)用材鹽水噴霧試驗(yàn)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(yàn)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(rùn)滑性

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

    3.3、導(dǎo)電性

    QN處理SuperDyma的層間電阻和電導(dǎo)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(yàn)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(duì)無鉻化處理SuperDyma和傳統(tǒng)的鉻化處理SuperDyma的各項(xiàng)特性進(jìn)行了比較。無鉻化處理SuperDyma的耐蝕性、潤(rùn)滑性、導(dǎo)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(huì)不斷到擴(kuò)大。