一种抗黑变电镀锌钢板及其制造方法

专利名称：一种抗黑变电镀锌钢板及其制造方法
一种抗黑变电^^&其制造施
本发明涉及电^#9板制鄉域，具,及一种抗黑变的电镀鄉板。 糊駄
电镀鄉板具有鹏的耐腐蚀性能与表面质量，以及良好的焊接性能与涂装性能，广 S^于家电、魏、汽车等行业。在汽车某些零部件的实际应用中，电镀糊板需要进 行比较S^的冲H^形、^处理，^Ht要求电镀,板具有优良的冲压性能。为适于冲 压加工，在实际使用中，应用于汽车特别是高级轿车的电镀m9板一般为电镀锌钢板。这 种电 #9板是这样的一种钢板冷轧钢^过电镀锌获得符合要求的镀锌层后，不经过 其它表面鹏，出厂前仅在其表面上涂覆一层防锈润滑油。该防锈润滑油对钢板既可以起 到防锈作用，同时起到冲压润滑作用。
然而在实际使用中发现，这种电镀，板由于生产时存在的缺陷，它在从钢厂出厂后 至汽车厂下料加工前的一IS^输、存鹏程中，钢板的表面时常会发生外M^色变黑现象，
称之为黑变。对电镀##9板而言，这种黑^i不均匀发生的，因此可能会引起钢板经过涂
驗的表面质量问题。因此黑努腺一鼓电镀鄉板妒厂家以朋户高度m的问题。
在过去，针对电镀糊板的其它种类的产品，如电镀锌钝化处理钢板、电镀锌耐f敏
钢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。有研究证明，
电镀^6ttAb理钢板、电镀锌耐Jg^钢板的黑变是由于存放a^中在钢板镀锌层表面形成 了一厚度约700 ^1500埃的缺氧型氧化物(ZnO,.x)膜。导iCS种氧化物麟成的主要原 因则是由于电镀锌钝概理钢板、电镀锌駙敏钢板妒鹏中电镀锌溶液中含有过高浓 度的杂质Pb、导致电镀锌层含杂质PbKl高、锌层的结晶Stt取向改变、耐蚀性下降。 即电镀溶^^质Pb2+是弓胞电镀f^^AbS钢板、电镀锌耐f敏钢板黑变的最主要原因。
因此，针对电镀糊板的其它种类的产品，如电镀m^化^bS钢板、电镀锌耐指纹钢 板等的黑变，其防止fe7i^t是要控制及陶氐电镀溶液中杂质Pb"浓度。如日本专利昭60-63385提出了W^防止电^m^ttAbS钢板、电镀锌耐旨纹钢板黑变的S^,就是控制电镀 锌溶^^质1*2+浓度在0.2ppm以下。又日本专利平5-214579提出采取控制电镀锌层中杂 质Pb含量在10ppm以下的械可以预防黑变的发生。该专利提出控制电镀锌层中Pb賴
3在lOppm以下5ffi防电镀，板黑^必要的。
JJ2&专利駄可以防iK些电镀锌工艺^^的电镀锌钢板黑变的发生，但并不是对所 有电镀锌工艺妒的电镀,板蹄效果。例如，重力镀槽电镀锌工艺生^的电镀锌涂油 钢板，細了非Pb阳极的电麟工艺，其镀液中的杂质怖2+浓度极低(低于O.lppm),电 镀锌层中Pb含量也在10ppm以下,但是该电镀W9板存放一 定时间后表面仍然发生了黑变。
针对电镀鄉板的其它种类的产品，如电镀锌钝化处理钢板、电镀锌耐指纹钢板等的 黑变，中国^lj诉117644.5贝鹏出了細加强电镀锌环节后的 ffi5fe环节的力祛来防止。该 辨'J的^方案为，钢板经过电镀锌环节并用清水 ^再用特定的溶 钢皿行加强 ，然后再,清水漂洗，之后进M化处理或耐指纹处理。该专利仅仅是提供了- -种 具有抗黑变性能的电镀鞭化处理钢板、电镀锌耐旨纹钢板的^方案，其特征仅仅在卄 具体了妒方案中的^工艺参数，并未鹏具有抗黑变性能的电镀,化处理钢板、电 镀锌1WI^钢板产品及其具体量化的指标，更未提供具有抗黑变性能的电镀^§板产品及 其具体量化指标。
发明内扭
因此，本发明的目的在于鄉一种具有良好抗黑变性能的电镀糊板，同时提供该钢 板的制造施。
本发明的目的Jia样实现的， 一种抗黑变电镀鄉板，包括钢板、钢板上的甩镀锌^ 和电镀锌层表面的^M， fi^^,厚度为0.05 10mg/hi2。
如果Ni层厚度低于0.05 mgtoi2，贝幅电镀糊板的抗黑变性能得不至幌证；如果Ni 层厚度高于10 mg/tai2，虽然电镀糊板不会发生黑变，但可能会带来其它负面的影响，比 如可能会影响电镀糊板的磷化性能，也可能会影响电镀鄉板的耐腐蚀性能，同时还会 弓胞电镀糊板的表面颜被暗。
较佳的是，ff^鶴厚度为0.1-5 mg/hi2。
最佳的是，^&観厚度为0.3-2 mg/m2。
在""^H^的实I^案中，^^鶴表面涂有润滑油，所述润滑油的厚度为G.3-3g/m2。 一种制造抗黑变电镀糊板的施，包鄉板电镀锌和涂油工序，其中,在所述钢板
电镀锌I^后将电镀，^A含NP的^tt寧液中。
舰的是，^M含Ni2+的酸性溶船含NiS04或者NiCl2的,溶液，所述溶液pH值
为1-5.
根据本发明，i^含Ni2+的酸lfcK溶液的组分中，Ni2+以NiS04或者NiCl2形式(含结晶水的^#不含结晶水的形式均可)加入。也可以用NK^+硫酸(FI2S04)或者盐酸(HC1) 产生化学g，从而获得含Ni2+、 SO^(^Ci:)的水溶液；含NP的酸性水溶液pH值低 于1时则对镀锌层产^重的腐蚀，达不到本发明的，；溶液pH值高于5时贝lJ溶液与镀 锌层的^S^，亦达不到本发明的效果。本发明的中pH值的最佳范围为2 3。 舰的是，将臓电镀糊板在含NP+的酸性溶液中浸泡1秒以上。 舰的是，将臓电镀糊板在含Ni2+的鹏溶液中阴极柳处理0.5秒以上。
为在电镀锌层表面获得Ni薄层，电镀糊板^h^含Ni2+的酸性7K溶液中需要浸泡处 理l秒以上，或者在阴极电流密度为0.1-1A/(W下阴极电解处理0.5秒以上，处理时间越长 则在镀锌层表面上沉积的Ni层繊厚。为了既倉继到理想的抗黑变性能效果，又不影响镀 糊板的表面外观，最佳的鹏时间控制范围为4 40秒(浸泡雌)或者1 5秒(阴极
根据本发明的制造抗黑变电镀锌钢板的方法，所述含说2+的酸性溶液中N产含量为 0.1-50 g/L。
舰的是，^M含Ni2+的酸性溶液中Ni2+賴为0.5-10 g/L。 进一 ， 0M含Ni^的mtt溶液中Ni&^l:为1-3 g^L。
当N严^i低于0.1g^L时，难以达到本发明的效果；当NP含量高于50g/L时，虽然 也可以超体发明的棘，但是会增力湖板的制誠本。本发明所述的含Ni"的酸性水溶 液中，N严的较^m为0.5-10 g^L,最^4为l-3g^。
舰的是，臓电镀糊板经Nfm溶液Wg観厚度为0.05-10 mgto2。
舰的是，BfM涂油x^在m^鶴形成后进行，在鶴表面涂覆润滑油，所述润滑
油的厚度为0.3-3 g/m2。
本发明鄉的抗黑变性能优良的电镀糊板可用于制造汽车钢板。用作该电镀锌钢板 的繊可以为深冲^S深冲冷轧钢板，也可以是其它冷轧钢板。
本发明采用的钢板上的电镀锌层为采用成熟的电镀锌工艺(通常为采用硫酸盐7jC溶液 电镀液体系，但不限于細硫^K溶液电镀液体系，例如可以細氯化物水溶液电镀液 体系)电TO得的电,层。本发明可以采用如下的镀液体系硫酸盐水溶液电镀液体系， 溶舰分控制为ZnS04'7H20: 500±50gl，去离子水余量，pH: 2.0±0.5 (用硫麟 液调节)；^S^ag: 53士3'C，镀液相对钢板的劍^g: 1.54m/sec，电流密度40450 A/dm2，镀锌量20^60 gto2。电镀锌层的厚度一般为l(MOO g/m2,作为常规电镀锌顿板产 品，常用的镀锌层厚度为2(^60gto2。需要说明的是，获得电镀锌层的电镀锌工艺及参数条 件对本发明的效果没有任何影响，同时电镀锌层的厚度对本发明的舰也没有ftf可影响，
5即按照目前成熟的电镀锌工艺获得电镀鶴啊，且不论其^^层的厚度为多少，用本发 明^*$隨的电^1，板，都具有优良的抗黑变性能。
本发B月所悉的电镀锌层表面上的Ni层，可以为单质的Ni形态，也可以为Ni的化合物 形态，例如可以为Ni的氧化物、或者盐形态。
在电镀锌层表面形成Ni薄层后，在该Ni薄层表面上涂覆一层防锈润滑油。该防锈润 滑油为市售的防锈润滑油，例如可以^550HN防^I滑油。涂覆的防锈润滑油厚度通常 为0.3-3 gto2,防綱滑油的涂覆飘电镀鄉板的耐蚀性能、冲压成形性能有影响，但对 电镀W9板的抗黑3^性能没有大的影响，因此防锈润滑油的、凃覆量要依据所用油品的种类、 电镀，板的运输存]^IS^输存放环境剝牛、冲压加工的具体情况确定。
本发明的有益麟是，本发明麟的抗黑变性能优良的电镀糊板，不受电镀液Pb2+ 浓度、镀槽种类结构等电镀工艺限制，具有非常好的抗黑变的性能，同时棘良好的冲压 鹏性能和織性能。
ca f l 、 ff- 、 i h
实施例i
本发明41^的电镀##9板的制造 如下 (1)钢板的电wr处理
包M板的鹏旨、 、去离子7jC漂洗等^。，现有的成熟的电镀前处理工艺即
可。所用钢板为退;^bSM的冷轧钢板。
获得电镀锌层的电镀锌工艺繊口下
镀液体系硫酸盐7jC溶液电镀液体系，包含ZnSCV7H20 50Qt50g^L，余量为去离子 水，用硫^^液调节pH: 2.Qri).5。
镀液温度为53i3'C;镀液相对钢板的i^]速度为2.5 m/sec:电流密度为90A/dm2;镀 锌层厚度为20gto2。
钢板电,之后，用去离子7jC冲Mt^面，去除钢,面残留的皿。
(3)电镀锌层表面Ni薄层的获得
将i^电镀锌后的钢板在室温下^A含NPO,lg/L的酸性溶液中，该水溶液为NiS04 的7jC溶液，溶液的pH^i硫m^舰NiC03来调节，控制在2.5。浸泡10秒后取出用去 离子7jcm，并用冷风吹干，得到厚度为0.1mg/hi2的Ni层。 (4)在Ni薄层表面上涂覆防^滑油在钢板Ni薄层表面上涂覆TO润滑油，^ffl 550HN牌号的防锈润滑油。涂覆的防锈
润滑油厚度为0.5-1 gAn2。 (5)黑变性會随
細恒温恒湿加速微^felH愤电镀,板的抗黑变性能。具体微条件及评价方 法如下。
(a) .i5^^f牛Mjg75。C、朋95%、 i^时间96h;
(b) .用^计测定加速^前后，表面的光亮度(L值)。以i^表面光離的变化 值AUW^的抗黑变性能。^i^前后光離的变化歡小小于5，则认为離未发生 黑变；fet则认为发生了黑变，若变化駄小大于10贝lj认为发生了严重的黑变。
黑变性能的im结果JW 1所示。 实施例2
电镀锌后的钢板浸入含Nf+lg/L的酸性溶液中，浸泡4秒，获得的Ni层厚度为 0.2mg/ta2，離同实施例l。 实施例3
电镀锌后的钢板^A含N严3g/L的氯化镍酸性溶液中，溶液pH控伟赃24，浸泡15 秒，获得的Ni层厚度为0.5mgAn2，其他同实施例1。 实施伊M
电镀锌后的钢板^A含N产50 g/L的酸性溶液中，浸泡40秒，获得的Ni层厚度为2 mg/hi2: Ni层表面涂覆润滑油的厚度为2-3g/m2，其他同实施例l。 实施例5
电镀锌层厚度为6Qg/m2，电镀锌后的钢板^A含Ni^lg^L的氯化繊性溶液中，浸泡 15秒，获得的Ni层厚度为0.5mg/in2,其他同实施例l。 实施例6
电镀锌层厚度为60gto2，电镀锌后的钢板ifA含Ni2+3g/L的氯化镍酸性溶液中，浸泡 10秒，總的Ni层厚度为0.3mgto2: Ni层表面涂覆润滑油的厚度为l-2gto2,其他同实施 例l。
实施例7
电镀锌层厚度为6Qgto2，电镀锌后的钢板^A含Ni2+3g/L的離溶液中，溶液pH控 制在3-5，浸泡40秒，获得的Ni层厚度为lmg/in2，其他同实施例l。 实施例8
将电镀锌后的钢板在含Ni2+3g/L的^tt溶液中，在溶液pH 1.5、阴极电流密度为0.2A/dm2斜牛下阴极柳1秒，總的Ni层厚虔为2.5 mg^ii2,鹏TW族施例1 。 实施例9
电镀锌层厚度为60gto2，将电S锌后的钢板在含Ni2+3g/L的酸性溶液中，在溶液pH 1.5 、 阴极电流密度为0.2A/dm2斜牛下阴极鹏2秒，获得的Ni层厚度为5mg/m2，其他同实施 例l。
实施伊J 10
电镀锌层厚度为60g/m2，将电镀锌后的钢板在含Ni2+3g/L的酸性溶液中，在溶液pH 1.5 、 阴极电流密度为0.2A/dm2剝牛下阴极柳5秒，获得的Ni层厚度为10mg/m2，其他问实 施例l。
对比例1
电镀锌后的钢板划口^bS，其他同实施例l。 对比例2
电镀锌层厚度为60gtoi2，电镀锌后的钢板^J卩镍^bS，其他同实施例l。 对比例3
将电镀锌后的钢板^A含N严0.1 g/L的鹏溶液中,浸泡1秒，获得的Ni层厚度为0.03 mgto2.其他同实施例l。
表l电镀锌钢板黑变评价结果
镀锌层厚 鼠一2鹏液鹏时 间,sec镀锌层表面Ni 层厚度黑变AL 歡小黑变懒 结果
实施例l200.1浸瓶io0.1m^m2不黑变
实施例2201浸瓶40.2mg/m23.5不黑变
鄉例3203浸瓶150.5m^m22.5不黑变
实施例42050浸瓶402m《m21.5不黑变
实施伊J5601浸瓶150.5m^n23不黑变
实施例6603浸瓶io0.3mg^m23.5不黑变
实施例7603浸瓶40lm^m22不黑变
实施例82032.5m^m21.5不黑变
实施例9603嶙21不黑变
实施例10603柳》510mg/hi21不黑变
对比例120一一无19严重黑变
对比例260一一无20严重黑变
对比例3200.1浸瓶l0.03m^m215严重黑变
8綠1中的结果可以看出，本发明采用的将镀锌后的钢tfe^入含N产溶液中浸泡或阴极 ^S—段时间后，可以明显改善电镀锌板的抗黑变性能。
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权利要求
1、一种抗黑变电镀锌钢板，包括钢板、钢板上的电镀锌层和电镀锌层表面的镍层，所述镍层厚度为0.05～10mg/m2。
2、 根据权利要求1臓的抗黑变电镀糊板，其特征在于,0f^鶴厚度为0.1-5 mg/m2。
3、 根据权利要求2舰的抗黑变电镀糊板，^ffi在于，舰镍层厚度为0.3-2 mg/m2。
4、 鹏权利要求1臓的抗黑变电镀鄉板，其特征在于，m^観表面涂有润滑油， J^&润滑油的厚度为0.3-3 gtoi2。
5、 一种制iW黑变电镀锌钢板的方法，包括钢板电镀锌和涂油工序，其特征在于，在 所述钢板电镀锌XJf后将电镀，MA含Nf+的酸性溶液中。
6、 ^i^权利要求5 0M的制誠黑变电镀糊板的施，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值为l-5.
7、 ；J^g权利要求5,的制^i:黑变电镀,板的^，其特征在于，将，电镀锌钢板在含N严的Kft溶液中浸泡1秒以上。
8、 根据权利要求5，的制^黑变电镀锌钢板的方法， 征在于，将所述电镀锌 钢板在含N严的酸性溶液中阴极^处理0.5秒以上。
9、 根据权利要求5舰的制 黑变电镀糊板的施，其特征在于，m^含Ni2+的 酸性溶液中N产含量为0.1-50 g/L。
10、 根据权利要求8 ,的帝U^t黑变电镀锌钢板的方法，其特征在于，所述含Ni2 的離溶液中N严賴为0.5-10 g/L。
11、 根据权利要求8或9 ,的制造抗黑变电镀,板的，，，征在于，B^M含 Ni2+的,溶液中N产賴为1-3 g/L。
12、 根据权利要求5 ^的制itJfC黑变电镀锌钢板的方法，其特征在于，所述电镀锌 钢鹏Ni^性溶^fcSB観厚度为0.05-10 —2。
13、 根据权利要求5或12皿的制^t黑变电镀，板的:^4， ^E在于，miB涂 油工序Wf^^M形^进行，在^a表面涂覆润滑油，所述網滑油的厚度为0.3-3 g/m2。
全文摘要
本发明提供了一种抗黑变电镀锌钢板及该钢板的制造方法。该钢板电镀锌层表面有一镍层，所述镍层厚度为0.05～10mg/m²，镍层外面涂有润滑油，润滑油的厚度为0.3-3g/m²。该制造方法是将电镀锌钢板通过含Ni²⁺0.1-50g/L的酸性溶液浸泡处理1秒以上，或将电镀锌钢板通过含Ni²⁺的酸性溶液阴极电解处理0.5秒以上。本发明的钢板经过加镍处理后，能有效防止钢板表层的黑变，同时亦有良好的冲压成形性能与涂装性能。
文档编号C25D3/02GK101649473SQ20081004172
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月15日 优先权日2008年8月15日
发明者温乃盟, 郑建平 申请人:宝山钢铁股份有限公司