专利名称：：耐油润湿扩散性出色的表面处理钢板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，特别是涉及适于在汽车、AV/0A设备领域中使用的各种马达的马达壳(具备用于保持轴承的轴承保持部的马达壳)的表面处理钢板。
背景技术：
：轴承大致分为滚动轴承和滑动轴承，但汽车中使用的电动马达、HDD等电子存储设备、复印机等电子设备中使用的各种马达的轴承大多是滑动轴承。滑动轴承是向轴承部供给润滑油，主要通过在旋转时由润滑油产生的油压来防止旋转轴和轴承的接触、固着，为此，有必要使所提供的润滑油由轴承部(通常使用能够在轴承部浸渗润滑油的轴承构件)适当保持。但是，在以往的马达中，有从轴承部渗出润滑油的问题，容易发生因润滑油不足所致的旋转轴和轴承的接触、附着，成为马达振动或噪声的原因。以往，例如在特开平7-238934号公报、特开平9-210065号公报等中，提出为了防止润滑油从轴承部渗出而改善轴承材料或轴承部及轴承部周围的结构等，但防止润滑油从轴承部渗出的效果并不够。可是，在汽车、0AAV设备等中使用的各种马达的轴承(轴承构件)，通常是由在马达壳上形成的轴承保持部保持、固定的结构，另外，马达壳广泛使用对在镀锌系钢板表面形成有防锈被膜的表面处理钢板实施塑性加工而得到的钢板。在润滑油从轴承部渗出的情况下，润滑油从轴承(轴承构件)向轴承保持部周围的马达壳内面渗出并扩散，为了防止这样的润滑油的渗出，现有的研究专门致力于对轴承材料或轴承部及轴承部周围的结构等的改善，但其成果并不足。与此相对，本发明人等着眼于形成有轴承保持部的马达壳(表面处理钢板)的表面性状，对润滑油从轴承部渗出的机制或其对策进行了研究。其结果，认为润滑油之所以从轴承部渗出，是因为包括轴承保持部的马达壳内面(表面处理钢板的表面)具有润滑油湿润性，认为由于该表面性状，轴承内的润滑油相继向周围的壳内面渗出而湿润扩散。因此，通过将包括轴承保持部在内的马达壳内面(表面处理钢板的表面)的润滑油湿润性控制在足够低的水平，可以抑制润滑油从轴承向马达壳内面渗透(即将润滑油封在轴承内)，其结果，认为可以有效抑制发生轴承部的润滑油不足这样的润滑油渗出。
发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种耐油湿润扩散性出色、且在用于马达壳等之类的具备用于保持轴承的轴承保持部的部件的情况下可以有效抑制发生轴承部的润滑油不足之类的润滑油渗出的表面处理钢板。本发明的要旨如下所示。[1]—种耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，其是在镀锌系钢板表面形成了防锈被膜的表面处理钢板，其特征在于，40°C的运动粘度为5169mm7s且IO(TC的运动粘度3为11.114.9mm7s的润滑油至少相对于钢板一面侧的防锈被膜表面(A)的接触角(其中，在钢板表面温度为3(TC时，在防锈被膜表面形成了润滑油的液滴30秒之后的接触角)为10°以上。[2]—种耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，其特征在于，是在上述[1]的表面处理钢板中，40。C的运动粘度为5169mm7s且100。C的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油相对于以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的接触角(其中，在钢板表面温度为3(TC时，在防锈被膜表面形成了润滑油的液滴30秒之后的接触角)为10°以上。[3]—种耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，特征在于，是在上述[1]或[2]的表面处理钢板中，防锈被膜表面(A)和以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的裂纹生成密度，是每100ym为200条以下。[4]—种部件用的表面处理钢板，所述部件具备用于保持轴承的轴承保持部，其特征在于，满足上述[1][3]中任意一项记载的防锈被膜表面(A)的条件。[5]—种马达壳用的表面处理钢板，所述马达壳具备用于保持轴承的轴承保持部，其特征在于，满足上述[1][3]中任意一项记载的防锈被膜表面(A)的条件。[6]—种马达壳，其特征在于，是对上述[1][3]中任意一项记载的表面处理钢板实施塑性加工而得到的、具备用于保持轴承的轴承保持部的马达壳，防锈被膜表面(A)构成壳内面。图1是表示当在固体表面形成润滑油的液滴并对其接触角进行测定时，刚刚形成液滴之后的接触角的经时变化的典型图案的图。图2是普通马达壳的轴承保持部侧的剖面图。具体实施例方式本发明人等发现通过将润滑油相对于应该成为马达壳内面的表面处理钢板面的接触角设为规定水平以上，可以有效抑制润滑油从轴承部渗出，以致完成了本发明。另外，还发现进一步优选通过将润滑油相对于以规定的加工条件进行塑性加工后的表面处理钢板面的接触角设为规定水平以上，进而还通过限制在被膜表面存在的微小裂纹的生成密度，可以得到更为出色的润滑油渗出抑制效果。作为本发明的表面处理钢板基础的镀锌系钢板，可以使用镀锌钢板、镀Zn-Ni合金钢板、镀Zn-Al-Mg合金钢板(例如镀Zn-6mass%Al-3mass%Mg合金钢板、镀Zn-llmass%Al-3mass%Mg合金钢板)、镀Zn-Al合金钢板(例如镀Zn-5mass%Al合金钢板)等。进而，还可以使用在这些各种镀敷钢板的镀层中含有少量的异种金属元素或作为杂质的镍、钴、锰、铁、钼、钨、钛、铬、铝、镁、铅、锑、锡、铜等的1种或2种以上的镀敷钢板。另外，还可以使用如上所述的镀敷中镀敷了两层以上同种或异种的层而得到的多层镀敷钢板。本发明的表面处理钢板，是在上述镀锌系钢板表面形成了防锈被膜的表面处理钢板，4(TC的运动粘度为5169mm7s、10(TC的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油至少相对于钢板一面侧的防锈被膜表面(A)的接触角(其中，在钢板表面温度为3(TC时，在防锈被膜表面形成了润滑油的液滴30秒之后的接触角)为10°以上，优选为15。以上，进一步优选为25°以上。防锈被膜以用于得到需要的防锈性能的有机成分或/和无机成分为主成分。图1是表示当在固体表面形成润滑油的液滴并对其接触角进行测定时，刚刚形成液滴之后的接触角的经时变化的典型图案的图。在难以被润滑油润湿的固体表面，接触角几乎不发生经时变化，与此相对，在容易被润滑油润湿的固体表面，接触角在液滴刚刚形成之后迅速减小，经过一定时间之后稳定化。在这里，关于将本发明为对象的之类的以有机成分或/和无机成分为主成分的防锈被膜，如果形成液滴之后至少经过30秒，认为接触角稳定化，所以本发明中使用的接触角为在防锈被膜表面形成了润滑油液滴30秒之后的接触角。润滑油相对于防锈被膜表面(A)的接触角的测定例如如下进行。在钢板表面温度为3(TC时，在防锈被膜(A)(表面处理钢板)的表面形成4(TC的运动粘度为5169mm7s、IO(TC的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油的液滴，用接触角计连续测定接触角，将在防锈被膜表面(A)形成液滴30秒之后的接触角的值作为该防锈被膜表面(A)的接触角。需要说明的是，作为4(TC的运动粘度为5169mm7s、10(TC的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油，例如可以使用NOKKLUBER公司制的"ALLTIMEJ652"(40°C的运动粘度为60mm7s、100。C的运动粘度为13mm7s)、Porite公司制的"PSL-7"(40。C的运动粘度为60mm7s、IO(TC的运动粘度为13mm7s)。另外，作为接触角计，例如可以使用协和界面科学(株)制的"DropMaster500，，。润滑油相对于该防锈被膜表面(A)的接触角是本发明中最重要的要件，如果该接触角满足上述条件，则可以得到出色的耐油湿润扩散性。增大接触角就是增大润滑油在防锈被膜表面(A)的表面张力，但表面张力是向润滑油成为球状的方向作用的力，所以认为如果表面张力增大，则会成为难以湿润的状态，耐油湿润扩散性提高。通过使上述润滑油的接触角为IO。以上，优选为15。以上，进一步优选为25。以上，可以有效抑制发生成为旋转轴和轴承的接触、固着原因的润滑油不足之类的、润滑油从轴承的渗出。需要说明的是，本发明的表面处理钢板，使润滑油至少相对于成为马达壳的内面侧的钢板一面侧的防锈被膜表面(A)的接触角为上述条件即可。具备轴承保持部的马达壳，通常通过对表面处理钢板实施冲压成型等塑性加工而制造。图2示出普通马达壳的轴承保持部侧的剖面，1是对表面处理钢板实施冲压成型而得到的马达壳，2是在该马达壳1的端部加工成型的轴承保持部，3是在该轴承保持部2内保持/固定的轴承(轴承构件)，4是由该轴承3以自由旋转的方式支承的马达旋转轴，5是垫片。在表面处理钢板成型为如图2所示的马达壳(具有轴承保持部的马达壳)的形状之际，在大多数情况下，进行拉伸率为20%左右的塑性加工，通过这样的塑性加工润滑油相对于防锈被膜表面(A)的接触角减小的情况居多。因此，上述润滑油相对于以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的接触角也为10°以上，优选15。以上，进一步优选为25。以上。上述润滑油相对于防锈被膜表面(A)的接触角越大，耐油湿润扩散性越好，但另一方面，在冲压成型等塑性加工时，如果不渗加工油，则变得难以加工，所以优选上述润滑油相对于防锈被膜表面(A)的接触角小于90。。另外，在防锈被膜表面(A)存在的微小裂纹也会影响润滑油湿润性，即使仅仅控制上述的润滑油的接触角，也会得到耐油湿润扩散性，但认为通过限制微小裂纹的生成密度，能得到更为出色的耐油湿润扩散性。这是因为，微小裂纹通过其毛细管作用可以促进润滑油的湿润扩散。具体而言，通过使在防锈被膜表面(A)存在的裂纹的生成密度设为每100ym为200条以下、更优选为150条以下、进一步优选为100条以下，可以得到特别出色的耐油湿润扩散性。在这里，关于裂纹的生成密度，使用电子显微镜，例如在加速电压5kV、2000倍下观察表面处理钢板的表面，计数每100iim的裂纹数量。需要说明的是，作为电子显微镜，例如可以使用日本电子(株)制"JCM-5600"。另外，被膜表面的裂纹容易在将表面处理钢板塑性加工(主要为冲压成型)成马达壳等时被导入，因此，关于以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的裂纹生成密度，优选每100ym为200条以下，更优选为150条以下，进一步优选为100条以下。本发明的表面处理钢板，可以在防锈被膜的下层具有1层以上的基底被膜(例如化成处理被膜等)。本发明的表面处理钢板可以用于合适的用途，但特别适合用于具备用来保持轴承(滑动轴承)的轴承保持部的部件，尤其适合用于如图2所示的马达壳。在使用本发明的表面处理钢板来制造具备用于保持轴承(滑动轴承)的轴承保持部的马达壳时，通过冲压成型等对表面处理钢板进行加工并使其防锈被膜表面(A)成为壳内面侧，成型为如图2所示的马达壳。接着，对本发明的表面处理钢板的制造方法进行说明。本发明的表面处理钢板，通过使防锈被膜用的表面处理液(表面处理组合物)附着于镀锌系钢板(包括形成有基底被膜的情况)的表面，进行加热干燥而形成防锈被膜，由此来制造。上述表面处理液，只要以用于对被膜赋予防锈性能的有机成分或/和无机成分为主成分，且可以形成满足本发明条件的防锈被膜，则对其种类、添加成分没有特别限定，但作为确保满足本发明条件的润滑油的接触角的手段的一例，可以举出添加从(i)表面活性剂、(ii)粒径为0.055ym的微粒、(iii)氟系树脂中选择的1种以上的成分。作为上述表面活性剂，可以举出离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、两性表面活性剂，可以使用它们当中的1种以上。作为上述粒径为0.055iim的微粒，例如可以举出聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等聚烯烃蜡、羊毛脂系蜡、褐煤蜡、微晶蜡、石蜡、巴西棕榈腊等之类的固态润滑剂，可以使用它们当中的l种以上。上述氟系树脂是通过氢原子的1个以上被氟取代的乙烯及其衍生物的聚合而得到的树脂，可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟代烷基乙烯醚共聚物树脂(PFA)、氟代乙烯和乙烯醚的共聚物、四氟乙烯和乙烯共聚物(四氟乙烯-乙烯共聚树脂ETFE)、四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(FEP)等，但只要是具有C-F键的化合物，则对其种类没有特别限定。可以使用使它们具有非离子或阳离子的离子性并分散于水中得到的物质中的l种以上。6另外，关于从(i)表面活性剂、(ii)粒径为0.055iim的微粒、(iii)氟系树脂中选择的1种以上的添加成分的配合量，以在表面处理液中的固态成分的比例计为0.120mass^，更优选为0.515mass%，进一步优选为110mass^左右。如果配合量小于0.lmaSS%，则会有耐油湿润扩散性不足的情况，另一方面，如果超过20maSS%，则会有耐腐蚀性劣化的情况。使用含有上述的添加成分的表面处理液而形成的防锈被膜，其润滑油的接触角增加的机制并不清楚，但可以推定这是因为含有上述添加成分的防锈被膜的表面自由能降低。为了尽可能地减小防锈被膜表面(A)的裂纹生成密度，特别是为了尽可能地减小以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的裂纹生成密度，优选使防锈被膜的被膜厚度为3m以下。这是因为，如果超过3m，则由于被膜中的残留应力而变得容易导入裂纹。被膜厚度更优选为1.5m以下，特别优选为0.8m以下。本发明的防锈被膜，通过利用例如涂布法、浸渍法、喷射法等使如上所述的表面处理液附着于镀锌系钢板面(或基底被膜表面)，然后进行加热干燥而形成。作为加热干燥机构，可以使用干燥器、热风炉、高频感应加热炉、红外线炉等。需要说明的是，在添加固态润滑剂的情况下，如果干燥温度为固态润滑剂的软化点以上，则可以使防锈被膜的表面自由能进一步降低，所以优选。实施例在以二氧化硅、硅烷偶合剂及丙烯酸树脂为主成分的防锈处理液中，适当配合表2所示的表面活性剂、表3所示的微粒、表4所示的氟系树脂，来制备表面处理液。对作为处理原板的表1所示的镀锌系钢板实施碱脱脂处理，在水洗及干燥之后，用棒涂机涂布上述表面处理液，然后，马上进行加热干燥使钢板表面温度在数秒十数秒内达到规定温度，形成了表面处理被膜(防锈被膜)。该表面处理被膜的膜厚通过表面处理液的浓度来调节，被膜的膜厚通过电子显微镜来观察被膜剖面来定量。关于得到的表面处理钢板，测定润滑油相对于被膜表面的接触角和被膜表面的裂纹生成密度。将其结果连同表面处理钢板的被膜构成等一起示于表5。另外，将评价表面处理钢板的耐油湿润扩散性的结果示于表6。润滑油相对于被膜表面的接触角及被膜表面的裂纹生成密度的测定、耐油湿润扩散性的评价，如下所示进行。需要说明的是，它们的测定、评价是对未实施塑性加工的试验材料(未加工材料)和实施塑性加工的试验材料(塑性加工材料)分别进行的。在塑性加工中，使用电子万能试验机(YONEKURA(株)制"CATY")，以拉伸速度10mm/min、拉伸率20%对表面处理钢板进行了拉伸。(1)润滑油相对于被膜表面的接触角作为用于测定接触角的润滑油，使用4(TC的运动粘度为5169mm7s、10(TC的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油(NOKKLUBER公司制的"ALLTIMEJ652")。利用i亥润滑油在3(TC的试验材料(表面处理钢板)的表面形成液滴，使用接触角计(协和界面科学(株)制"DropMaster500")连续测定接触角，将形成液滴30秒后的值作为接触角。(2)被膜表面的裂纹生成密度使用电子显微镜(日本电子(株)制"JCM-5600")，在加速电压5kV、2000倍下7观察试验材料(表面处理钢板)的表面，选择裂纹的生成密度似乎升高的5处，在各处计数20ym长的部分(5处总计长度为lOOym)的裂纹数量，将5处总计的裂纹数量作为每100iim的裂纹生成密度。(3)耐油湿润扩散性将40°C的运动粘度为5169mm7s、IO(TC的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油(NOKKLUBER公司制的"ALLTMEJ652")放入到容器中，在将垂直竖立的试验材料的下端部浸入到容器内的润滑油中的状态下，室温3(TC放置3天，测定润滑剂的渗透扩散高度。其评价基准如下所示。◎:渗透扩散高度不到0.5cm〇渗透扩散高度为0.5cm以上且小于1.Ocm〇-:渗透扩散高度为1.Ocm以上且小于1.5cm△:渗透扩散高度为1.5cm以上且小于3.OcmX:渗透扩散高度为3.Ocm以上表1[镀锌系钢板]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2[表面活性剂]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3[微粒]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4[氟树脂]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>工业上的可利用性本发明的表面处理钢板，其耐油湿润扩散性出色，所以在用于马达壳等之类的具备用于保持轴承的轴承保持部的部件的情况下，可以有效抑制发生轴承部的润滑油不足之类的润滑油渗出。为此，在用于马达壳的情况下，可以长时间确保旋转轴相对于轴承的顺利滑动，可以实现马达的振动或噪声的减轻化和长寿命化。权利要求一种耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，其是在镀锌系钢板表面形成了防锈被膜的表面处理钢板，其特征在于，40℃的运动粘度为51～69mm2/s且100℃的运动粘度为11.1～14.9mm2/s的润滑油至少相对于钢板一面侧的防锈被膜表面(A)的接触角为10°以上，所述接触角是在钢板表面温度为30℃时，在防锈被膜表面形成了润滑油的液滴30秒之后的接触角。2.根据权利要求1所述的耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，其特征在于，4(TC的运动粘度为5169mm7s且IO(TC的运动粘度为11.114.9mm7s的润滑油相对于以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的接触角为IO。以上，所述接触角是在钢板表面温度为3(TC时，在防锈被膜表面形成了润滑油的液滴30秒之后的接触角。3.根据权利要求1或者2所述的耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，其特征在于，防锈被膜表面(A)和以拉伸率20%对表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的裂纹生成密度，是每100iim为200条以下。4.一种部件用的表面处理钢板，所述部件具备用于保持轴承的轴承保持部，其特征在于，满足权利要求13中任意一项所述的防锈被膜表面(A)的条件。5.—种马达壳用的表面处理钢板，所述马达壳具备用于保持轴承的轴承保持部，其特征在于，满足权利要求13中任意一项所述的防锈被膜表面(A)的条件。6.—种马达壳，其特征在于，是对权利要求13中任意一项所述的表面处理钢板实施塑性加工而得到的、具备用于保持轴承的轴承保持部的马达壳，防锈被膜表面(A)构成壳内面。全文摘要耐油湿润扩散性出色的表面处理钢板，在镀锌系钢板表面形成有防锈被膜，40℃的运动粘度为51～69mm2/s、100℃的运动粘度为11.1～14.9mm2/s的润滑油至少相对于钢板一面侧的防锈被膜表面(A)的接触角(其中，在钢板表面温度为30℃时，在防锈被膜表面形成润滑油的液滴30秒后的接触角)为10°以上。优选该表面处理钢板，润滑油相对于以拉伸率20％对其实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的接触角为10°以上，更优选防锈被膜表面(A)和以拉伸率20％对该表面处理钢板实施塑性加工后的防锈被膜表面(A)的裂纹生成密度是每100μm为200条以下。这些表面处理钢板，耐油湿润扩散性出色，在具备轴承保持部的部件中，能有效抑制发生轴承部的润滑油不足之类的润滑油渗出。文档编号H02K5/16GK101772593SQ20088010121公开日2010年7月7日申请日期2008年7月30日优先权日2007年7月31日发明者冈井和久,安藤聪,松崎晃,滨田悦男申请人:杰富意钢铁株式会社