[發明專利]鍍鋅類鋼板的表層氧化膜的膜厚測定方法

有效

• 申請號: 200580048890.2
• 申請日: 2005-09-26
• 公開（公告）號: CN101133300A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 野呂壽人;名越正泰;平章一郎;杉本芳春;佐藤重臣
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: G01B15/02
• 分類號: G01B15/02;G01N23/225
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 樊衛民;郭國清

技術領域

本發明涉及迅速測定在鍍鋅類鋼板表層形成的厚度為10nm～100nm的氧化膜厚度的技術。

背景技術

在鋼鐵、半導體、顯示器等產品領域中，有時厚度為數十至數百nm的表層被膜成為決定產品特性的因素。在鋼鐵產品領域中，有時厚度為數十至數百nm的表層薄膜成為決定產品沖壓成形特性的因素。在汽車、家電產品使用的鋼板中，近年來，從高耐腐蝕性的觀點出發多施行鋅類的鍍覆。在對鍍鋅類鋼板進行沖壓成形而制造難成形部件的情況下，存在容易在難以加工的部位產生鋼板的沖壓裂紋的問題。公知有在沖壓時使用高粘度的潤滑油來改善該鍍鋅類鋼板的沖壓成形性的方法。但是在該方法中，在沖壓成形后不強化脫脂工序時，存在后期工序的化學轉化處理或涂裝等中產生不均的問題。

作為減少這種后期工序中的問題的方法，公知有在鍍層的表面形成具有潤滑作用的被膜的方法。例如在專利文獻1至3中公開了如下技術：通過在鍍鋅類鋼板的表面施行電場處理、浸漬處理、涂敷氧化處理或加熱處理，形成以鋅氧化物作為主體的氧化膜而提高焊接性或可加工性。

在專利文獻4中公開了如下技術：通過將鍍層鋼板浸漬到含磷酸鈉5～60g/l的pH2～6的水溶液中，或進行電解處理，或涂敷上述水溶液，在鍍鋅類鋼板的表面形成以磷氧化物為主體的氧化膜，從而提高沖壓成形性和化學轉化處理性。在專利文獻5中公開了如下技術：通過在鍍鋅類鋼板的表面進行電解處理、浸漬處理、涂敷處理、涂敷氧化處理或加熱處理，生成Ni氧化物而提高沖壓成形性和化學轉化處理性。

這種在鍍層表面形成具有潤滑作用的含氧被膜(氧化膜)的方法中，在進行產品特性的控制的管理方面非常重要的是迅速對氧化膜的厚度進行評價。作為對氧化膜厚度進行評價的技術，公知有：(1)使俄歇電子分光法、X射線光電子分光法等表面分析方法和離子刻蝕組合而測定深度方向的信息的方法；(2)制作截面試樣，用透射電子顯微鏡從膜厚方向進行觀察的方法；(3)利用光在薄膜中的干涉效果的橢圓偏振等光學方法等。

專利文獻1：特開昭53-60332號公報

專利文獻2：特開平2-190483號公報

專利文獻3：特開2004-3004號公報

專利文獻4：特開平4-88196號公報

專利文獻5：特開平3-191093號公報

在熱鍍鋅類鋼板的情況下，鍍層表面的氧化膜即便是數nm級別的膜厚也有改善沖壓成形性的效果，如在專利文獻3等中公開的那樣，膜厚在10nm以上時改善效果特別大。因此，如果能夠迅速測定鍍層表面的氧化膜的厚度，就可通過將其測定結果反饋給制造工序而提高沖壓成形性優良的產品的成品率。并且，可通過用于出貨判定而進行產品的質量管理。

上述的可用于評價極薄的氧化膜厚度的(1)至(3)的方法中，由于(1)和(2)在測定或試樣調整時需要較長時間，因而根本談不上對工序的反饋，連出貨判定中的利用也非常困難。

在(1)的方法中，由于需要在超高真空中對試樣進行測定，因而即便是使用具有預排氣裝置的裝置，排氣時也需要數十分鐘至數小時，并且，由于反復進行蝕刻速度已知的離子蝕刻法而對氧化膜的膜厚進行測定，因而測定1個試樣最少也要耗費數小時。

在(2)的方法中，由于調整1個試樣最少要耗費半天以上，用透射電子顯微鏡觀察調整后的試樣還要耗費1個小時左右，使所拍攝的電子顯微鏡照片顯影還要耗費數小時，因而1個試樣的膜厚評價最短也需要1天左右的時間。

(3)的利用干涉作用的光學方法，適用于對像在硅片上形成的熱氧化膜那樣需要進行評價的薄膜處于平坦基底上的試樣的膜厚進行評價的情況。但是，例如，如合金化熱鍍鋅鋼板那樣，在基底鍍層鋼板上存在由調質軋制引起的凹凸、由合金化反應引起的微細的凹凸的情況下，難以確保膜厚的測定精度。

如上所述，最低限度能夠以不會延誤出貨的速度精確地測定在熱鍍鋅類鋼板的表層形成的極薄氧化膜的厚度的技術目前還是未知的。

本發明是鑒于上述情況提出的，其目的在于提供能夠迅速且高精度地測定在鍍鋅類鋼板的表層形成的厚度為10nm～100nm的氧化膜的厚度的技術。并且，其主要目的在于，根據所測定的氧化膜厚度對具有該氧化膜的鍍層鋼板的沖壓成形性進行評價。