铬电镀锌耐指纹钢板的性能对比研究

无铬及含铬电镀锌耐指纹钢板的性能对比研究

钱余海#!李自刚#!李平$

!#%宝钢股份公司技术中心"上海$&#’&&#$%宝钢股份公司冷轧厂"上海$&#’&&

$!!"摘!要#!为满足环保需求!宝钢冷轧厂在国内率先成功实现了电镀锌无铬耐指纹薄板的产品稳定化生产"首先简要介绍了宝钢电镀锌耐指纹有机膜钢板的生产状况#主要用途"为了解产品性能!采用多种实验方法重点研究了宝钢新型无铬耐指纹钢板的特性!并与原有含铬产品进行了对比"结果表明!宝钢无铬耐指纹有机膜产品各项性能与原含铬产品性能基本相当!满足用户的使用需求"

"关键词#!电镀锌板$

耐指纹钢板$无铬"中图分类号#()#*$%*#$(+#"!%#!!!"文献标识码#,!!!"文章编号##&&#-!..&%$&&"&&"-&&!"-&!

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"收稿日期#$&&"-&Q -&.

"作者简介#钱余海!#’Q !-$

"男"黑龙江宁安人"工程师"博士"主要从事耐候钢产品的研发%A !引!言

电镀锌层是提高钢板在大气环境下耐蚀性能的主要措施之一"电镀锌原板为与之对应规格的热轧卷经酸洗&平整及冷轧退火处理"

除镀层以外"机械性能与原板相同%一般而言"电镀锌原板通常采用的是普通商业用途级别的低碳’超低碳低合金钢或者低碳’超低碳微合金化钢板%宝钢电镀锌连续生产机组可以生产高品质&性能优良的各种电镀锌表面处理钢板"其用途已拓展至家用电器&钢制家具&汽车&建筑材料等各个领域%耐指纹有机膜钢板是以电镀锌为基板先经铬酸盐钝化处理再在板面上涂覆含@C R $的有机复合树脂膜形成的高附加值产品"耐指纹板以其优良的耐指纹性&耐蚀性和良好的导电性广泛用于电脑&影视和音响等电子设备中"特别是电脑机箱&S T S 及

电控柜等电子行业%近年来"

随着人民生活水平的不断提高及电子电器行业的蓬勃发展"市场对耐指纹钢板产品的需求量与

日俱增"图#给出了近年宝钢电镀锌耐指纹钢板年产量的变化

情况(#)

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图#!宝钢电镀锌耐指纹钢板年产量

!!传统的耐指纹钢板基本结构为镀锌基板/钝化层/表面有机膜%其基本处理工艺过程为*冷轧钢板"退火"电镀锌"电

第B C 卷!第D 期表!面!技!术E "0F B C !G HF D !I

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解钝化处理"涂覆含@C R

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的有机复合树脂膜!其中钝化处理可在镀锌钢板表面形成一层含有8:!/和8:./的双氧化态致密且具有自修复效应且耐蚀性优良的钝化膜层"同时表面有机膜可有效隔绝环境介质中的氧和水分"故两者协同赋予耐指纹钢板良好的耐蚀性!但所用的处理剂中含有8:./"六价铬化合物属极毒且致癌性物质"具有诱变作用!

随着世界环保法规的日臻完善及环保意识的不断提升"取代含六价铬化合物的传统钝化工艺已成为金属表面处理领域发展的必然趋势!当前在欧盟的倡导下"电器行业已对供应商提出了相应的环保要求!宝钢新型无铬耐指纹钢板是一种新型无铬的绿色环保性产品"其处理工艺过程为#电镀锌板"辊涂耐指纹有机膜"烘烤固化"辊涂工艺减少了废水处理成本并有利于环保!深入了解该产品特性可为用户的使用提供良好的技术支撑!

本文研究了宝钢电镀锌无铬耐指纹钢板的各项性能"包括耐蚀性$耐指纹性能$耐黑变性$涂装性$附着性$导电性$耐溶剂性等"并与原有含铬产品进行了对比!

J!实验方法

实验所用的电镀锌%基板厚度为&%U H H&无铬耐指纹钢样板由冷轧厂提供"耐指纹膜厚度范围为&%Q.!$%$Q"H!

耐蚀性评价方法为盐雾实验"按V>@W$!Q#进行’耐指纹性能测试以凡士林作为人体汗液模拟介质"测定试样表面涂抹前后的色差值’耐黑变性测试条件为沸水加速实验"规定时间后取

出"测量处理前后的色差值’涂装性实验所用面漆为振华油漆厂海蓝聚酯面漆%8X!#&,;!&$&"固化温度为$$*!$!$Y!直接将涂漆处理后的试样进行划格实验%#&&格(1H$&$杯突实验%Q H H&及球冲实验%冲击功为’V&"用!E公司的@8R(8X J.&&型透明胶粘贴工作区之后用力撕拉"观察表面漆膜有无剥落"测定结果为一次涂装性能!耐指纹膜附着性主要测试方法为(弯法$杯突实验%杯突值为Q H H&及球冲实验%所用冲击功为’V&"考察上述实验条件下表面有机膜是否剥落"检测方法同一次涂装试验!导电性检测方法为层间电阻测试’耐溶剂性测试方法为用棉球蘸取E P Z和乙醇"在压力约"&&6下"来回摩擦#&次"每次距离为"&H H"目视涂层状态变化!

I!实验结果及讨论

I%J!耐蚀性能

图$为无铬产品’.2中性盐雾实验及含铬耐指纹有机膜钢板的耐蚀性能比较"对于两种产品"耐盐雾腐蚀性能均随有机膜厚度的增加而增大!对于无铬耐指纹有机膜产品"存在着&%U"H的临界厚度值"耐指纹有机膜厚度大于此值才能保证’.2盐雾试验耐蚀性能U级以上的基本要求!

图$!耐指纹有机膜钢板耐蚀性能比较

I%I!耐指纹性能

对于电子行业"如家用电器内部零件"在加工过程中要反复用手触摸"为防止在钢板上留下指纹汗迹"在钢板表面进行耐指纹有机膜涂层处理可防止产生指印!对耐指纹性能的评估"当前主要有两种方法#一种是直接用手触摸钢板表面"看是否有明显的印痕"此方法简便直观"但不能作到定量"而且受个人的主观因素影响较大’另外一种是以凡士林作为人体汗液模拟介质"用色差计测定试样表面涂抹前后的色差值变化值"以某一规定的范围值作为耐指纹性能的评价指标!比较而言"后者具有较强的客观性"因此广为采用!

图!为不同膜厚无铬产品的耐指纹性能及电镀锌在不同处理条件下表面色差变化!对于含铬产品"耐指纹有机膜处理后的色差值远远小于磷化及铬酸盐钝化处理!对于无铬产品" #%$"H以下色差值变化明显"耐指纹膜厚度大于#%$"H后色差

差异变小"各测试条件下色差值#P均小于$"表明经手接触后表面指纹不可见"表面有机膜的耐指纹性能良好!

<无铬!!!!N含铬产品其它表面处理方式的比较)#*

图!!耐指纹有机膜钢板的耐指纹性能

I%B!耐黑变性

黑变是指在高热高湿环境中耐指纹板表面产生的影响其表面装饰性的颜色变黑的现象!黑变现象将降低抗膜下腐蚀能力及表面的涂装性能"因此也是用户较为关注的一个问题!由于

钱余海等!无铬及含铬电镀锌耐指纹钢板的性能对比研究

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