[其他]鋅基復合電鍍的金屬材料及電鍍法

無效

• 申請號: 88100692
• 申請日: 1988-02-05
• 公開（公告）號: CN88100692A
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 森和彥;宮脇
• 申請（專利權）人: 日本磷化處理株式會社
• 主分類號: C25D3/22
• 分類號: C25D3/22;C25D3/56
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊麗琴

本發明涉及一種在耐腐蝕性和其它性質上均得到改進的鋅基復合電鍍的金屬材料以及復合電鍍的方法。本發明主要是關于用鋅或鋅合金電鍍過的鋼材料。具體地說，本發明涉及的是一種在耐腐蝕性、涂料粘著性、可成形性和其它性質方面均作了改進的鍍鋅鋼板，以及所述鋼板的生產方法。

鋅的電鍍主要是要完成對鋼板的防銹電鍍，現已廣泛應用于汽車和普通用具等領域，它是利用鍍鋅鋼板上鋅涂層的所謂“犧牲”陽極效應（Sacrificing????anode????effect），即鹽電池效應而達到防銹目的。這種電鍍鋅的方法在涂層的均勻性、成形性、光滑性等方面均比其它電鍍方法，如熱浸鍍鋅法更優越，而且能夠沉積的很薄。然而，目前對進一步提高耐腐蝕性的要求，以及對集中體現在汽車主體上其它性能加以改進的要求日益增多，因此，發展一種比單純進行鋅電鍍具有更高性能的鋅基電鍍就更顯得重要。

這種在電鍍領域中能滿足上述要求，并能提高耐腐蝕性和鍍鋅板的涂料粘著性等表面性能的技術改進，可大致分為兩種方法。其中的一種是已經廣泛用于復合電鍍，并用鍍液進行電鍍，因而仍然屬于合金電鍍的方法，在該鍍液中加有如Sn、Pb、Ni、Mo、Mn、Fe、Cu、Co、Cd等能與鋅一起共沉積的金屬離子。另一種方法是添加有機樹脂或無機材料的分散電鍍法（dispersion-plating????method）。使用無機材料時，不溶于鍍液的化合物微粒，如氧化鋁、氧化硅及其類似物均被懸浮和分散于鍍液中。

由于普通的鍍鋅鋼板中，鍍層的鋅成分與作為基材的鐵之間的電位差很大，因此鍍層的犧牲式陽極效應（sacrificing????anode-effect）也很大。然而，這一事實使它必須形成一種極厚的鍍層，以使它具有長時間的耐腐蝕性，因為鍍鋅層的溶解速度很快之故。目前采用Ni、Co、Fe等進行鋅合金電鍍的方法以解決上述問題，這種方法基于下述概念：使電化學惰性比鋅大的金屬與鋅一起沉積，藉此而適當地控制基質與鍍層之間的電位差，由此而將犧牲性的陽極消耗電流（sacrificing????anode-current），即鹽電池電流（galvanic????current）調節于合適的范圍內，從而控制鍍層的腐蝕速度，使它盡可能低。

目前所用的鋅合金電鍍法，其主要目的是要達到電化學的，所謂犧牲性的防腐蝕作用（sacrificing????corrosion-proofing）。因此，在同樣沉積量的條件下，可以說這種鋅基合金電鍍比普通鍍鋅鋼板的耐腐蝕時間更長。然而，鋅基合金電鍍在提高耐腐蝕上仍有局限性，因為惰性金屬含量過高會引致犧牲性的陽極效應降低，結果易于發生麻點腐蝕。此外，鍍層中各元素的均勻溶解是使鋅基合金獲得優良耐腐蝕性的前提條件。但實際上，惰性可能較低的鋅卻發生了優先溶解作用，結果鍍層中惰性金屬對低惰性金屬的比例因此而增加，最后，鍍層的電位便升至惰性金屬的電位。這種情況下，便喪失了鐵基質鹽電池的防腐蝕作用。這大概就是造成上述麻點腐蝕的原因。

在分散電鍍法中，將氧化硅、氧化鈦等物的微粒分散在液體中，并使它們摻合于鍍層內，由此可降低導電性，從而將鍍層的腐蝕速度壓到盡可能低的水平。這種技術的難點在于難于有效地將微粒摻合于鍍層中。此外，由于所用的微粒必須是化學不活潑性物質，以便防止它們溶于鍍液中，所以可以認為這些混合微粒的作用基本上僅僅是物理保護的作用。這就限制了耐腐蝕性的改進。

順便說一下，鋁是不能與鋅一起發生共沉積的（參見鋼鐵手冊“Iron????and????Steel????Hand????Cook”，第三版，第Ⅵ卷，419頁，圖10，27）。然而，根據電鍍鋼板上提供Zn-Al復合物的公知技術，可將鍍液中鋁的形式改變為一種特別的形態，以使鋅能與鋁共沉積。分散于鍍層中的鋁金屬微粒，在腐蝕過程中具有易于溶解的性質。利用這種性質以增加化學與電化學方面的防腐蝕作用。更具體地說，在經審查的日本專利公報昭54-30649號中，公開了通過攪拌懸浮有鋁粉的鋅鍍液，以形成含分散鋁1.5-70%（重量）的Zn-Al復合電鍍的技術。此公報中敘述的技術具有合金電鍍與分散電鍍的共同特點。然而，用這種技術所獲得的結構很重要，其中使鋁富集和偏析在Zn-Al復合鍍層表面的最表層，按照該公報所述，據說這種鋁改進了耐腐蝕性。

此外，根據未審查的日本專利公報昭60-125395號，公開了一種采用加有正電荷氧化鋁溶膠的鍍液，藉以形成鋅一氧化鋁系列復合電鍍的技術，該復合電鍍物中鋁化合物的含量，若換稱為Al₂O₃計時，是0.01-3%（重量）。該鋁化合物能溶于鹽酸。