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日本无铬化处理热镀锌钢板的开发

    高耐蚀合金化热镀锌钢板SuperDyma是在Zn中添加Al、Mg、Si的合金化（Zn-11Al3Mg-0.2Si）热镀锌钢板。近年来由于环境保护意识的提高，首先在家电领域推进了无铬化制品之后，在建材产品方面，对无铬化的要求也日渐提高。日本国土交通省颁布的公共建筑工程标准，在2016年可能将无铬化作为建材制品的规定。在此背景下，新日铁住金开发出多种适用于SuperDyma的无铬化后处理皮膜，以满足环保的新要求。

    1、无铬化后处理镀锌钢板的结构

    无铬化后处理SuperDyma是在合金化镀层上附着了特殊处理层的钢板，镀层结构如图1。特殊处理层是在具有腐蚀因子屏蔽功能的特殊皮膜中添加了腐蚀抑制剂的处理层，因此兼有腐蚀因子屏蔽功能和自修复功能，可替代铬酸盐皮膜。按照镀层钢板的使用条件不同，对无铬化后处理皮膜的无机/有机成分和腐蚀抑制剂成分进行了优化设计，开发出两种无铬化后处理皮膜：一种是耐蚀性与传统铬酸盐皮膜相同的、以无机化合物为主要组成的QN型皮膜；另一种是耐蚀性和加工性优良的、以有机化合物为主要组成的QFK型皮膜。

    2、无铬化后处理皮膜性能试验方法

    无铬化后处理皮膜性能试验用的钢板情况如表1。原板是SuperDyma（镀层量为90g/m2）对原板分别进行QN和QFK无铬化后处理。并且将传统的铬酸盐后处理钢板作为对比钢板进行试验。

    2.1、耐蚀性

    将试样端部封闭起来，用盐水喷雾试验（JISZ2371）对试样的平面部位进行腐蚀试验，根据白锈面积率进行耐蚀性评价。此外，在宫古岛进行室外暴露试验。对试样端部和背面进行封闭，将试样朝南，倾斜45°进行暴露腐蚀试验。根据白锈面积率进行耐蚀性评价。

    2.2、润滑性

    判定钢板成形性一个指标是钢板的动摩擦系数。使用HEIDON-14动摩擦系数测定仪对钢板的动摩擦系数进行测定。滑动件是直径为10mm的不锈钢钢球、负荷1.0N。钢球滑动速度150mm/min，根据钢球的应力求出动摩擦系数。

    此外，为评价在模具冲压时钢板平面部位的滑动性，对钢板拉拔试验中的动摩擦系数进行了测定。用材质为SKD11、接触面积为30mm×25mm的平面模具将试验钢板夹紧，夹紧力为0.5kN。以200mm/min的速度拉拔试样，根据拉拔试样时的拉拔力求出摩擦系数。

    2.3、导电性

    对试验材料的层间电阻和接触电阻（接地性）进行了测定。层间电阻测定按JISC2550进行，试验电压0.5V、试验压力2N/mm2。接触电阻测定方法是四探针法。

    2.4、涂装性

    将三聚氰胺醇酸漆涂敷在试验钢板表面，干燥后的漆膜厚度为20μm。对涂漆后的钢板进行烘烤。然后在钢板表面刻划出线条间隔为1mm的网格，将胶带粘在钢板表面，再将胶带剥离，目测漆膜的剥离情况。

    3、试验结果

    3.1、耐蚀性

    对比试验用材盐水喷雾试验后白锈的发生情况。普通型QN处理SuperDyma?具有与铬酸盐处理（Y处理）SuperDyma相同的耐蚀性，QFK处理SuperDyma的耐蚀性好于Y处理SuperDyma。试验材料宫古岛室外暴露2年后，无铬化处理SuperDyma?和铬酸盐处理SuperDyma?白锈率低，都显示出良好的耐蚀性。

    3.2、润滑性

    图5和图6分别是钢球滑动试验和平板拉拔的动摩擦系数。两种试验的结果都表明，QN处理SuperDyma和Y处理SuperDyma具有相同的动摩擦系数。QFK处理SuperDyma在不涂油状态下的动摩擦系数也很小。

    3.3、导电性

    QN处理SuperDyma的层间电阻和电导率都与Y处理SuperDyma基本相同，QFK处理SuperDyma的层间电阻略大于Y处理SuperDyma，这是提高无铬化处理层耐蚀性的结果。

    3.4、涂装性

    表2是涂装性试验结果。QN处理SuperDyma、QFK处理SuperDyma的涂装性都与Y处理SuperDyma相同。

    4、小结

    以上对无铬化处理SuperDyma和传统的铬化处理SuperDyma的各项特性进行了比较。无铬化处理SuperDyma的耐蚀性、润滑性、导电性和涂装性都等于或好于传统的铬化处理SuperDyma。并且有些无铬化处理皮膜具有更好的耐蚀性和加工性。在使用中，可以根据使用目的，选择相应的无铬化处理皮膜类型。无铬化处理技术减少了环境污染物的产生，无铬化处理SuperDyma的应用将会不断到扩大。