CN120936739A

CN120936739A - 表面处理钢板

Info

Publication number: CN120936739A
Application number: CN202480022432.4A
Authority: CN
Inventors: 河村保明; 藤井隆志; 东新邦彦; 上野晋; 上田大地
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2023-03-30
Filing date: 2024-03-29
Publication date: 2025-11-11
Also published as: WO2024204822A1; KR20250165392A; JPWO2024204822A1; MX2025011036A

Abstract

一种表面处理钢板，其具有：每个金属单面的镀层附着量为20～60g/m²的Zn‑Al‑Mg系镀覆钢板；以及配置于所述Zn‑Al‑Mg系镀覆钢板的至少一个主面的涂膜，所述涂膜包含粘结剂树脂、掺杂型氧化锌粒子以及防锈剂，所述涂膜的平均膜厚为0.5～3μm，所述掺杂型氧化锌粒子的平均粒径为0.1～2μm，所述掺杂型氧化锌粒子的含量相对于所述涂膜为20～40质量%，所述涂膜中的除含Zn化合物以外的无机物的含量相对于所述涂膜为0～1质量%以下。

Description

表面处理钢板

技术领域

本公开涉及一种表面处理钢板。

背景技术

表面处理钢板例如在压力成形后，通过点焊等组装成所希望的形状，之后进行电泳涂装，在省略电泳涂装的情况下进行中涂涂装，从而作为汽车构件使用。

另外，汽车构件的耐蚀性大多通过基于化学转化处理工序的化学转化处理皮膜以及基于其后的电泳涂装工序的电泳涂膜来确保。但是，在表面处理钢板的成形材料的接合部（板叠合部）、特别是袋状构件的内表面的板接合部以及折弯翻边部等，有时会产生化学转化处理皮膜以及电泳涂装膜没有完全覆盖的部分。在此情况下，成形材料的接合部分以裸露状态曝露于腐蚀环境的可能性升高。因此，要求可以确保耐蚀性的表面处理钢板。

这样一来，表面处理钢板需要以能够进行电阻焊接的方式使涂膜导电化而提高焊接性，并且赋予耐蚀性。

例如，在专利文献1中，提出了“一种表面处理钢板，其为在镀覆钢板的至少单面具有涂膜的表面处理钢板，所述涂膜包含粘结剂树脂、含有V的非氧化物陶瓷粒子（VC粒子除外）以及掺杂型氧化锌粒子，所述含有V的非氧化物陶瓷粒子以及所述掺杂型氧化锌粒子相对于所述涂膜的含量满足下述式：

C_Zn≥10.0　　　　　　　　　（1）

CV≤0.5·C_Zn　　　　　　　（2）

CV≤70－C_Zn　　　　　　　（3）

CV≥0.125·C_Zn　　　　　　（4）

CV≥2.0　　　　　　　　　　（5）

其中，CV是指所述含有V的非氧化物陶瓷粒子的含量（质量%），CZn是指所述掺杂型氧化锌粒子的含量（质量%）”。

根据专利文献1，记载了“可以提供电泳涂装前的耐蚀性以及焊接性均优良的表面处理钢板”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/092244号

发明内容

发明所要解决的课题

包括汽车构件在内，广泛用于机械构件、家电构件、建材等用途的表面处理钢板需要提高耐蚀性以及焊接性。

然而，包括上述专利文献1在内，一直以来进行了各种研究开发，但由于最近的要求，现状是期望表面处理钢板的耐蚀性以及焊接性的进一步改善。

于是，本公开的课题在于提供耐蚀性以及焊接性均优良的表面处理钢板。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的手段包括下述方式。

＜1＞一种表面处理钢板，其中，具有：

Zn-Al-Mg系镀覆钢板，其每单面的镀层附着量为20～60g/m²；和

涂膜，其配置于所述Zn-Al-Mg系镀覆钢板的至少一个主面；

所述涂膜包含粘结剂树脂、掺杂型氧化锌粒子以及防锈剂，

所述涂膜的平均膜厚为0.5～3μm，

所述掺杂型氧化锌粒子的平均粒径为0.1～2μm，

所述掺杂型氧化锌粒子的含量相对于所述涂膜为20～40质量%，

所述涂膜中的除含Zn化合物以外的无机物的含量相对于所述涂膜为0～1质量%以下。

＜2＞根据上述＜1＞所述的表面处理钢板，其中，

所述防锈剂为有机酸，

所述防锈剂的含量相对于所述涂膜为1～20质量%。

＜3＞根据上述＜1＞或＜2＞所述的表面处理钢板，其中，

在所述Zn-Al-Mg系镀覆钢板与所述涂膜之间具有中间涂膜，

所述中间涂膜包含粘结剂树脂、硅烷偶联剂、二氧化硅微粒、磷酸化合物以及氟化合物，

所述中间涂膜的平均膜厚为0.1～0.5μm。

＜4＞根据上述＜1＞～＜3＞中任一项所述的表面处理钢板，其中，所述Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层的化学组成以平均组成计，含有Al：4～22质量%、Mg：1.0～10质量%，剩余部分包括Zn和杂质。

发明效果

根据本公开，可以提供耐蚀性以及焊接性均优良的表面处理钢板。

附图说明

图1是表示本实施方式的表面处理钢板的一个例子的示意剖视图。

图2是表示本实施方式的涂装构件的一个例子的剖视图。

图3是表示在实施例的耐蚀性试验中制作的接合试验片的示意俯视图。

图4是表示在实施例的耐蚀性试验中制作的接合试验片的示意侧视图。

具体实施方式

下面就本公开的一个例子即实施方式进行说明。

此外，在本说明书中，化学组成的各元素的含量的下限值记为“0”时，意味着该元素为任选成分，也可以不含有。

在使用“～”表示的数值范围中，在对“～”的前后记载的数值未标注“超过”以及“低于”的情况下，是指包含这些数值作为下限值以及上限值的范围。另外，在“～”的前后记载的数值上附带“超过”或者“低于”时的数值范围意味着不包含这些数值作为下限值或者上限值的范围。

在阶段性记载的数值范围中，某个阶段性的数值范围的上限值也可以置换为其它阶段性记载的数值范围的上限值，另外，也可以置换为实施例所示的值。另外，某个阶段性的数值范围的下限值也可以置换为其它阶段性记载的数值范围的下限值，另外，也可以置换为实施例所示的值。

“工序”这一术语不仅是独立的工序，而且即使在不能与其它工序明显地进行区别的情况下，只要能够实现该工序的所期望的目的，也包含在本术语中。

＜表面处理钢板＞

本实施方式的表面处理钢板具有：

Zn-Al-Mg系镀覆钢板，其每单面的镀层附着量为20～60g/m²；和

涂膜，其配置于Zn-Al-Mg系镀覆钢板的至少一个主面（参照图1）；

涂膜包含粘结剂树脂、掺杂型氧化锌粒子以及防锈剂，

涂膜的平均膜厚为0.5～3μm，

掺杂型氧化锌粒子的平均粒径为0.1～2μm，

掺杂型氧化锌粒子的含量相对于涂膜为20～40质量%，

在此，在图1中，10表示表面处理钢板，11表示Zn-Al-Mg系镀覆钢板中的母材钢板（形成有Zn-Al-Mg系镀层的对象的钢板），12表示Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层，13表示涂膜。

此外，Zn-Al-Mg系镀覆钢板的主面是指在Zn-Al-Mg系镀覆钢板的厚度方向上相对置的两个面。

此外，Zn-Al-Mg系镀覆钢板的单面是指在Zn-Al-Mg系镀覆钢板的厚度方向上相对置的一对面中的一个面。

本实施方式的表面处理钢板通过上述构成，成为耐蚀性以及焊接性均优良的表面处理钢板。本实施方式的表面处理钢板是通过以下见解而发现的。

发明人对表面处理钢板的耐蚀性以及焊接性进行了研究。其结果是，获得了如下的见解。

迄今为止，在供于汽车部件等用途的表面处理钢板中，为了确保耐蚀性以及焊接性，主要使用在钢板上实施了镀锌的锌系镀覆钢板。为了在维持焊接性的同时进一步提高耐蚀性，对在锌系镀覆钢板上设置有包含粘结剂树脂、防锈颜料以及防锈剂的涂膜的涂装钢板进行了研究。

另一方面，在表面处理钢板的成形材料的接合部（板叠合部）等中，产生化学转化处理皮膜以及电泳涂装膜没有完全覆盖的部分，成形材料的接合部分有时以裸露状态曝露于腐蚀环境中，从而进行腐蚀。

于是，通过应用Zn-Al-Mg系镀覆钢板作为锌系镀覆钢板，使表面处理钢板表现出优良的耐蚀性。

但是，如果应用耐蚀性优良的Zn-Al-Mg系镀覆钢板，则焊接时作为镀层组成的Al以及Mg附着于焊接电极，从而使焊接性（特别是点焊的连续打点性）恶化。

于是，通过使Zn-Al-Mg系镀覆钢板的每单面的镀层附着量降低至20～60g/m²，可以抑制焊接时Al以及Mg对焊接电极的附着。

除此以外，作为涂膜中含有的防锈颜料，应用平均粒径0.1～2μm的大径的掺杂型氧化锌粒子，并且使掺杂型氧化锌粒子的含量多达20～40质量%。由此，在焊接时，焊接电极容易与掺杂型氧化锌粒子接触，难以与Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层接触。

另外，掺杂型氧化锌粒子等含Zn化合物在焊接时与焊接电极接触，即使附着有含Zn化合物，也难以产生焊接不良。这是因为在无机物中，含Zn化合物在附着于焊接电极时，主要以氧化锌的形式附着于焊接电极，与焊接电极的金属成分（例如Cu等）的反应性也低，因而即使附着于焊接电极，也难以妨碍焊接。

因此，即使在涂膜中不包含除含Zn化合物以外的无机物、或者包含除含Zn化合物以外的无机物的情况下，也需要将除含Zn化合物以外的无机物的含量控制为相对于涂膜为1质量%以下。

根据以上的见解，发现本实施方式的表面处理钢板成为耐蚀性以及焊接性均优良的表面处理钢板。

下面就本实施方式的表面处理钢板的详细情况进行说明。

（Zn-Al-Mg系镀覆钢板）

Zn-Al-Mg系镀覆钢板是在母材钢板上形成有至少包含Zn、Al以及Mg的Zn-Al-Mg系镀层的钢板。至少包含Zn、Al以及Mg的Zn-Al-Mg系镀层是包含Zn作为主成分（包含例如40质量%以上的Zn作为最大成分）且耐蚀性优良的镀层。

在Zn-Al-Mg系镀层中，除了Zn、Al以及Mg以外，还可以包含Si、Ni、Ti、Zr、Sr、Fe、Sb、Pb、Sn、Ca、Co、Mn、P、B、Bi、Cr、Sc、Y、REM、Hf、C等元素。

具体的Zn-Al-Mg系镀层的化学成分例如以平均组成计，可以列举出含有Al：4～22质量%、Mg：1～10质量%，剩余部分包括Zn和杂质的化学组成。

更优选的具体的Zn-Al-Mg系镀层的化学成分以平均组成计，可以列举出含有Al：4～22质量%、Mg：1～10质量%、Si：0.0001～2质量%，剩余部分包括Zn和杂质的化学组成。

此外，在Zn-Al-Mg系镀层中，杂质是指原材料中所含的成分、或者在制造的工序中混入的成分且不是有意含有的成分。例如，在Zn-Al-Mg系镀层中，由于母材钢板与Zn-Al-Mg系镀层的相互的原子扩散，作为杂质，有时也混入微量的除Fe以外的成分。

在此，作为Zn-Al-Mg系镀覆钢板的母材钢板（形成有Zn-Al-Mg系镀层的对象的钢板），没有特别的限制。作为母材钢板，也可以是对具有作为钢适当的化学组成的板坯进行热轧而得到的热轧钢板、对这样的热轧钢板进行冷轧而得到的冷轧钢板等。作为母材钢板的强度，例如，在抗拉强度等级中可以设定为270～1470MPa。

母材钢板的板厚没有特别限制，优选为0.4～3.2mm，更优选为0.5～2.4mm。

Zn-Al-Mg系镀覆钢板的板厚通过微米计（株式会社三丰制CPM-MX）来测定。

Zn-Al-Mg系镀覆钢板的每单面的镀层附着量为20～60g/m²。

如果镀层附着量过低，则耐蚀性降低。另一方面，如果镀层附着量过高，则焊接时Al以及Mg容易附着于焊接电极，从而焊接性降低。

因此，镀层附着量设定为上述范围。

镀层附着量优选为25～50g/m²，更优选为30～40g/m²。

在此，镀层附着量的测定如下所述。

镀层的附着量可以通过在添加了抑制母材钢板的腐蚀的缓蚀剂的酸溶液中溶解（酸洗）镀层，根据酸洗前后的重量变化来测定。此外，在存在涂膜的情况下，可以通过在利用药品（去除剂等）、树脂喷丸除去涂膜后进行上述酸洗来测定。

Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层的形成方法没有特别限定。例如，Zn-Al-Mg系镀层的形成利用热浸镀等。Zn-Al-Mg系镀层的形成可以是连续式、间歇式中的任一种。另外，在Zn-Al-Mg系镀层形成后，也可以实施作为外观均匀处理的零锌花处理、作为Zn-Al-Mg系镀层的改性处理的退火处理、用于调整表面状态或者材质的调质轧制等处理。

（涂膜）

涂膜包含粘结剂树脂、掺杂型氧化锌粒子以及防锈剂。根据需要，涂膜也可以包含其它成分。

－粘结剂树脂－

粘结剂树脂可以是溶解或者分散于水中的水溶性或者水分散性的水系树脂、以及溶解或者分散于有机溶剂中的溶剂系树脂中的任一种，从制造成本、环境适应性的观点出发，优选水系树脂。

作为水系树脂，可以列举出聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、这些2种以上的树脂的混合树脂等水溶性或者水分散性的树脂。

在使用聚酯树脂的情况下，分子量优选为10000～30000。如果分子量为10000以上，则可以确保充分的加工性。另一方面，如果分子量为30000以下，则树脂自身的键合位点增加，可以确保与电泳涂装膜优良的密合性。另外，在使用三聚氰胺等固化剂进行交联的情况下，交联反应充分进行，可以确保作为涂膜的性能。在此，聚酯树脂的分子量为重均分子量。

在使用聚氨酯树脂的情况下，聚氨酯树脂的形态优选为乳液粒径为10～100nm（优选为20～60nm）的乳液。如果乳液粒径为10nm以上，则可以抑制成本上升。另一方面，如果乳液粒径为100nm以下，则涂膜化时乳液彼此的间隙较小，可以确保作为涂膜的阻挡性。作为聚氨酯树脂的类型，可以列举出醚系、聚碳酸酯系、酯系、丙烯酸接枝型等。它们既可以单独使用，或者也可以并用。

作为溶剂系树脂，可以列举出聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、这些2种以上的树脂的混合树脂等。

在此，粘结剂树脂既可以是具有交联结构的交联树脂，也可以是不具有交联结构的非交联树脂，但从涂膜的低温制膜的观点出发，优选为非交联树脂。作为对粘结剂树脂赋予交联结构的交联剂（固化剂），优选水溶性交联剂。作为交联剂，具体地说，优选三聚氰胺、异氰酸酯、硅烷化合物、锆化合物、钛化合物等。

交联剂的添加量相对于树脂固体成分100质量份，优选为5质量份～30质量份。如果交联剂的添加量为5质量份以上，则可以确保与粘结剂树脂的交联反应，作为涂膜的性能变得充分。另一方面，如果交联剂的添加量为30质量份以下，则交联反应适度地进行，可以抑制涂膜过度变硬。由此，可以确保加工性。另外，也可以确保硅烷化合物、锆化合物、钛化合物的涂料稳定性。

粘结剂树脂的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）优选为10.0～90.0质量%。如果粘结剂树脂的含量为10.0质量%以上，则容易表现出作为粘结剂的功能，涂膜的凝聚力得以提高。由此，在进行密合性试验以及成形加工时，难以发生涂膜内部的破坏（涂膜的凝聚破坏）。另一方面，如果粘结剂树脂的含量为90.0质量%以下，则涂膜中所含的颜料成分的比率减小，容易兼顾焊接性、耐蚀性、与电泳涂装膜的密合性。

从表现出粘结剂功能且兼顾焊接性、耐蚀性以及与电泳涂装膜的密合性的观点出发，粘结剂树脂的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）更优选为15.0～80.0质量%。

－掺杂型氧化锌粒子－

掺杂型氧化锌粒子为导电性氧化锌粒子。如果涂膜中含有具有导电性的掺杂型氧化锌粒子，则焊接性提高。

作为掺杂型氧化锌粒子，例如可以列举出通过将选自元素周期表第13族元素以及元素周期表第15族元素中的至少1种元素（以下也称为“掺杂元素”）掺杂于氧化锌粒子而表现出导电性的粒子。

作为元素周期表第13族元素，可以列举出B、Al、Ga、In等。作为元素周期表第15族元素，可以列举出P、As等。在它们之中，从提高导电性的观点出发，掺杂元素还优选为Al或者Ga。进而从成本的观点出发，掺杂元素更优选为Al。

从提高导电性的观点出发，掺杂元素的含量相对于未掺杂的氧化锌粒子优选为0.05～5atom%，更优选为0.1～5atom%。

掺杂型氧化锌粒子的平均粒径为0.1～2μm。

如果平均粒径过小，则焊接时焊接电极容易与Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层接触，从而焊接性降低。另一方面，如果平均粒径过大，则焊接时掺杂型氧化锌粒子难以均匀地与焊接电极（例如Cu电极）接触，结果焊接电极容易与Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层接触，从而焊接性降低。

因此，掺杂型氧化锌粒子的平均粒径设定为上述范围。

掺杂型氧化锌粒子的平均粒径优选为0.2～1.5μm，更优选为0.4～1.0μm。

掺杂型氧化锌粒子的“平均粒径”在存在于涂膜中的掺杂型氧化锌粒子单独存在的情况下是指平均1次粒径，在掺杂型氧化锌粒子彼此凝聚而存在的情况下是指表示凝聚时的氧化物粒子的粒径的平均2次粒径。

掺杂型氧化锌粒子的平均粒径通过以下的测量方法求出。

首先，通过将形成有涂膜的表面处理基板沿板厚方向切断，使其断面露出，实施树脂埋入后，使用研磨机对露出的断面进行研磨。研磨后对断面进行Au蒸镀，制作出断面观察用样品。用扫描型电子显微镜观察这样得到的断面，从而得到涂膜中的断面的观察图像。从该观察图像的视场中存在的掺杂型氧化锌粒子中任意选出25个，测定各个掺杂型氧化锌粒子的长边长度以及短边长度。最后，算出长边长度的平均值以及短边长度的算术平均值，进而对长边长度的算术平均值以及短边长度的算术平均值进行算术平均，由此算出平均粒径。此外，观察图像的视场中存在的掺杂型氧化锌粒子通过对该视场的EPMA解析，确定为位于在检测到Zn的区域内也检测到Al的区域的粒子。

在此，扫描型电子显微镜的观察条件如下所述。

·测定装置：日本电子株式会社制 JSM-7200F

·放大倍数：5000倍

·加速电压：10keV

·图像分析软件：Image J Ver. 1.54f

掺杂型氧化锌粒子的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）为20～40质量%。

如果掺杂型氧化锌粒子的含量较少，则焊接时焊接电极容易与Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层接触，从而焊接性降低。另一方面，如果掺杂型氧化锌粒子的含量较多，则导电颜料在涂膜中所占的比率降低，从而焊接性、耐蚀性等性能变得不充分。

因此，掺杂型氧化锌粒子的含量设定为上述范围。

掺杂型氧化锌粒子的含量优选为25～35质量%，更优选为27质量%～33质量%。

－防锈剂－

作为防锈剂，为了赋予高焊接性，应用有机酸、有机酸盐、胺盐、酯等有机防锈剂。这是因为，如果应用有机防锈剂，则因焊接时的热而燃烧碳化，难以附着于焊接电极。在它们之中，还优选可以赋予高耐蚀性的有机酸。

作为有机酸，可以列举出羧酸（酒石酸、单宁酸、油酸、二聚酸、萘酸等）。

作为有机酸盐，可以列举出羧酸金属皂（羊毛脂酸钙、环烷酸锌、氧化蜡钙、钡盐等）、磺酸盐（磺酸钠、磺酸钙、磺酸钡）等。

作为酯，可以列举出高级脂肪酸的甘油酯、山梨糖醇酐单异硬脂酸酯、山梨糖醇酐油酸酯等。

防锈剂的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）优选为1～20质量%。如果防锈剂的含量为1质量%以上，则耐蚀性充分提高。另一方面，如果防锈剂的含量为20质量%以下，则可以抑制涂料的液体稳定性的降低。

从耐蚀性以及涂料稳定性的观点出发，防锈剂的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）更优选为1～3质量%。

（其它成分）

作为其它成分，例如可以列举出润滑剂、硅烷偶联剂、流平剂等公知的添加剂。

但是，如果除含Zn化合物以外的无机物在焊接时附着于焊接电极，则焊接性降低。

因此，涂膜中的除含Zn化合物以外的无机物的含量相对于涂膜设定为0～1质量%以下。

也就是说，涂膜中不含除含Zn化合物以外的无机物，或者即使含有也将除含Zn化合物以外的无机物的含量相对于涂膜控制在1质量%以下。

在此，含Zn化合物包括上述掺杂型氧化锌粒子。作为包括掺杂型氧化锌粒子的含Zn化合物，可以例示出Al掺杂型氧化锌、Sn掺杂型氧化锌、氧化锌、氢氧化锌、无机锌盐等。作为无机锌，可以列举出硫酸锌、硝酸锌、磷化锌等。

此外，除包括掺杂型氧化锌粒子的含Zn化合物以外的无机物不适用于有机物的金属盐（有机酸的金属盐等）。

固体润滑剂可以对涂膜赋予优良的润滑性，并且可以改善涂膜的耐粉化性。作为固体润滑剂，例如可以列举出下述（1）～（2）的固体润滑剂。

（1）聚烯烃蜡、石蜡：例如聚乙烯蜡、合成石蜡、天然石蜡、微晶蜡、氯化烃等

（2）氟树脂系蜡：例如聚氟乙烯树脂（聚四氟乙烯树脂等）、聚氟化乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂等

在使用聚乙烯蜡作为固体润滑剂的情况下，平均粒径优选为0.5～10μm。如果聚乙烯蜡的平均粒径为0.5μm以上，则聚乙烯蜡的表面富集得到抑制，可以抑制涂膜与电泳涂装膜的密合性降低。另一方面，如果固体润滑剂的平均粒径为10μm以下，则可以抑制聚乙烯蜡从涂膜脱落，从而可以确保润滑性、耐蚀性。从得到优良的涂膜与电泳涂装膜的密合性、耐蚀性、润滑性、耐粉化性的方面出发，固体润滑剂的平均粒径更优选为1～5μm。

固体润滑剂的软化点优选为100℃～135℃，更优选为110～130℃。如果固体润滑剂的软化点为100℃～135℃，则涂膜的润滑性以及耐粉化性进一步提高。

固体润滑剂的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）优选为0.1～10质量%。如果固体润滑剂的含量为0.1质量%以上，则可以充分得到润滑性。另一方面，如果固体润滑剂的含量为10质量%以下，则可以抑制涂膜与电泳涂装膜的密合性、耐蚀性的降低。

从涂膜与电泳涂装膜的密合性、润滑性、耐蚀性的观点出发，固体润滑剂的含量相对于涂膜（涂膜的总固体成分）更优选为0.5～5质量%，进一步优选为0.5～2.5质量%。

（涂膜的平均膜厚）

涂膜的平均膜厚为0.5～3μm。

如果涂膜的平均膜厚过薄，则不能充分得到耐蚀性。另外，不能充分得到涂膜与电泳涂装膜的密合性。另一方面，如果涂膜的平均膜厚过厚，则涂膜的凝聚力降低，由此不能充分得到焊接性。

因此，涂膜的平均膜厚设定为上述范围。

涂膜的平均膜厚优选为0.8～2.2μm，更优选为1.2～1.8μm。

涂膜的平均膜厚如以下那样测定。

首先，通过将具有涂膜的表面处理基板沿板厚方向切断，使其断面露出，实施树脂埋入后，使用研磨机对露出的断面进行研磨。研磨后对断面进行Au蒸镀，制作出断面观察用样品。

用扫描型电子显微镜观察这样得到的断面，从而得到涂膜中的断面的观察图像。在该观察图像中，测定10个部位的涂膜的膜厚，算出其算术平均值。此外，在测定涂膜的膜厚时，在观察图像中，在涂膜延伸的方向上等间隔地测定隔开各40μm的间隔的10点处的涂膜的膜厚。

在此，扫描型电子显微镜的观察条件如下所述。

·测定装置：日本电子株式会社制 JSM-7200F

·放大倍数：3000倍

·加速电压：10keV

（涂膜的形成）

形成涂膜的方法没有特别限制，可以利用公知的方法。例如，得到将粘结剂树脂、掺杂型氧化锌粒子以及防锈剂与根据需要所添加的其它成分混合于溶剂中而成的涂膜形成用组合物（涂料）。溶剂也可以是水，也可以是有机溶剂，但从制造成本、环境适应性的观点出发，优选为水。也就是说，涂膜形成用组合物优选为水系组合物。然后，将涂膜形成用组合物涂布在Zn-Al-Mg系镀覆钢板的至少一面上，使其干燥，或者进行干燥以及加热，由此形成涂膜。此外，优选对涂布涂膜形成用组合物之前的Zn-Al-Mg系镀覆钢板的表面实施脱脂以及水洗。

在此，涂膜形成用组合物的涂布例如利用棒涂、辊涂、刮刀涂布、幕式淋涂等涂布法。

涂布膜的干燥温度以Zn-Al-Mg系镀覆钢板表面的最高到达温度计优选为50～120℃，更优选为60～100℃。

涂布膜的加热温度以Zn-Al-Mg系镀覆钢板表面的最高到达温度计优选为100～240℃，更优选为120～210℃。

＜表面处理钢板的其它方式＞

本实施方式的表面处理钢板也可以在Zn-Al-Mg系镀覆钢板与涂膜之间具有中间涂膜（化学转化处理膜等功能涂膜）。

作为中间涂膜，优选包含粘结剂树脂、硅烷偶联剂、二氧化硅微粒、磷酸化合物以及氟化合物且平均膜厚为0.1～0.5μm的中间涂膜。

通过具有上述组成以及上述平均膜厚的中间涂膜，能够比较不损害焊接性而提高耐蚀性。这是因为，如果中间涂膜的膜厚比较薄，则对焊接性的影响较小，镀覆钢板与涂膜的密合性提高，由此耐蚀性得以提高。

因此，本实施方式的表面处理钢板优选在Zn-Al-Mg系镀覆钢板与涂膜之间具有上述组成以及上述平均膜厚的中间涂膜（功能涂膜）。

中间涂膜的平均膜厚与涂膜的平均膜厚同样地测定。

＜涂装构件＞

本实施方式的涂装构件具备：将上述本实施方式的表面处理钢板成形而成的成形材料、以及形成于成形材料的涂膜（即表面处理钢板的涂膜）上的电泳涂装膜（参照图2）。

在此，图2中，100表示涂装构件，10A表示成形材料，11A表示成形材料中的母材钢板（形成有Zn-Al-Mg系镀层的对象的钢板），12A表示成形材料的Zn-Al-Mg系镀层，13A表示成形材料的涂膜，14表示电泳涂装膜。在图2中，示出了规定的断面具有有檐的帽子形状的涂装构件的例子，但涂装构件的整体形状、断面形状没有特别限制，可以具有任意的形状。

本实施方式的涂装构件例如如以下那样进行制造。首先，例如利用裁切以及压力成形等公知的成形技术，对表面处理钢板进行成形，由此得到目标形状的成形材料。成形材料也可以根据需要通过焊接（点焊等）组装成所希望的形状。

接着，对成形材料的涂膜实施电泳涂装处理。由此，在涂膜上形成电泳涂装膜。电泳涂装处理可以是阴离子电泳涂装以及阳离子电泳涂装中的任一种，但从耐蚀性的方面出发，优选为阳离子电泳涂料。

特别地，如果通过使用包含树脂[例如，具有羧基、羟基、羟甲基、氨基、磺酸基、聚氧乙烯键等亲水性基团和与固化剂反应的羟基等官能团的水性树脂（丙烯酸类树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等公知的水性树脂等）]、固化剂（三聚氰胺树脂、封端聚异氰酸酯等）和其它添加剂（着色颜料、光干涉性颜料、体质颜料、分散剂、防沉降剂、反应促进剂、消泡剂、增稠剂、防锈剂、紫外线吸收剂、表面调节剂等公知的添加剂）的水系涂料的阳离子电泳涂装处理来形成电泳涂装膜，则涂膜与电泳涂装膜的密合性容易提高。

然后，也可以根据需要在成形材料的电泳涂装膜上形成中涂涂装膜、面涂涂装膜等其它涂装膜。

经过这些工序，制造出本实施方式的涂装构件。

此外，在电泳涂装前，也可以对形成有涂膜的成形材料进行涂膜的脱脂、表面调整后，实施化学转化处理（例如磷酸盐处理、Zr处理等）。通过实施化学转化处理，在涂膜上难以形成化学转化处理皮膜，但在涂膜以外的必要的区域可以形成化学转化处理皮膜。因此，作为成形材料（涂装构件）整体，可以提高电泳涂装膜的密合性。

本实施方式的涂装构件广泛用于汽车构件（汽车车体、行走构件等）、机械构件（框体等）、家电构件（框体等）、建材（屋顶、墙壁等）等用途。

实施例

以下，示出实施例并对本公开进一步进行说明，但本公开并不限定于以下的实施例。本公开只要不脱离本公开的宗旨，可以实现本公开的目的，就可以采用各种条件。

实施例

1．表面处理钢板的制造

1.1 锌系镀覆钢板的准备

准备以下的5种锌系镀覆钢板，在水系碱脱脂剂（Nippon Parkerizing（株）制FC-301）的水溶液（2.5质量%、40℃）中浸渍2分钟而使表面脱脂后，进行水洗、干燥，从而制成表面处理用锌系镀覆钢板。

但是，作为表面处理用钢板，也准备了冷轧钢板。

ZA：Zn-Al-Mg 3元系热浸镀锌钢板（Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si）（板厚0.8mm）

ZB：Zn-Al-Mg 3元系热浸镀锌钢板（Zn-2%Al-2%Mg）（板厚0.8mm）

ZC：热浸镀锌钢板（板厚0.8mm）

ZD：合金化热浸镀锌钢板（板厚0.8mm、10质量%Fe）

C：冷轧钢板（板厚0.8mm、无镀层）

镀层的附着量如表2所示。附着量的控制通过调整镀层制作时的镀层提拉速度、摩擦接触量来实施。

1.2 中间涂膜（化学转化处理皮膜）的形成

接着，准备以下的化学转化处理用处理液S，一边以成为表2所示的中间涂膜的平均膜厚的方式变更棒涂的番号（目数），一边涂布在上述锌系镀覆钢板或者冷轧钢板上，然后，利用热风炉以锌系镀覆钢板或者冷轧钢板在表面的到达温度成为70℃的方式进行加热干燥，并进行风干，由此在锌系镀覆钢板或者冷轧钢板的表面形成中间涂膜。

但是，在一部分的例子中，未实施中间涂膜的形成。

S1：由硅烷偶联剂、二氧化硅微粒、聚氨酯树脂、磷酸化合物、氟化合物构成的固体成分浓度为10%的化学转化处理用处理液

S2：由Zr化合物、硅烷偶联剂、磷酸化合物、钒化合物构成的固体成分浓度为10%的化学转化处理用处理液

1.3 涂膜的形成

接着，为了形成具有表1所示的组成比（质量%）的涂膜，以固体成分浓度成为20质量%的方式混合各成分，准备涂膜形成用涂料。将涂料以成为表2所示的平均膜厚的方式变更棒涂的番号（目数）、稀释率，同时用棒涂机涂布在锌系镀覆钢板或者冷轧钢板上或者化学转化处理皮膜上，在成为表2中记载的最高到达温度（PMT）的条件下使用烘箱使其干燥，或者进行干燥以及加热，由此形成涂膜。

此外，涂料中所含的成分如下所示。

（粘结剂树脂等）

J1：环氧树脂（ADEKA公司生产 ADEKA RESIN EM-0461N）

J2：聚酯树脂（Vylon公司生产 Vylonal MD1480）

J3：聚氨酯树脂（第一工业制药公司生产 SUPERFLEX 150）

J4：环氧树脂（ADEKA公司生产 ADEKA RESIN EP-4100）

J5：聚酯树脂（Vylon公司生产 Vylon 200）

J6：三聚氰胺树脂（allnex公司生产 CYMEL 325）

J7：水溶性异氰酸酯（第一工业制药公司生产 ELASTRON BN-77）

（掺杂型氧化锌粒子）（0065）

Z1：掺杂型氧化锌粒子（HAKUSUI TECH（株）生产 23-Kt、平均粒径0.5μm）

Z2：掺杂型氧化锌粒子（HAKUSUI TECH（株）生产 23-K、平均粒径0.2μm）

Z3：掺杂型氧化锌粒子（HAKUSUI TECH（株）生产 Pazet CK、平均粒径0.03μm）

Z4：氧化锌粒子（一般试剂、平均粒径0.5μm）

Z5：氮化钛粒子（一般试剂、平均粒径2.0μm）

（防锈剂）

B1：将单宁酸（一般试剂）以及环烷酸锌（一般试剂）以质量比1：1混合而成的混合物

B2：将酒石酸（一般试剂）以及环烷酸锌（一般试剂）以质量比1：1混合而成的混合物

B3：将单宁酸（一般试剂）以及磷酸三锌（一般试剂）以质量比1：1混合而成的混合物

B4：将酒石酸（一般试剂）以及磷酸三锌（一般试剂）以质量比1：1混合而成的混合物

B5：胶体二氧化硅（粒径20nm）

B6：三聚磷酸二氢铝（粒径2μm）

B7：钙离子交换二氧化硅（Ca交换率9%）（粒径2μm）

B8：二氧化硅（粒径2μm）

（固体润滑剂）

W1：聚乙烯蜡（CHEMBASE公司生产 S-394 MG）

W2：聚四氟乙烯（PTFE）粒子（CHEMBASE公司生产 SST- 1MG-RC）

2. 性能评价试验

对各例的表面处理钢板进行以下的性能评价试验。

2.1 耐蚀性试验

（事前准备1）

从各例的表面处理钢板上采集切割成70mm×150mm尺寸的试验片A以及切割成50mm×100mm尺寸的试验片B。

接着，如图3～图4所示，在俯视图中，在试验片A以及试验片B以各自的中心重叠且长度方向平行的方式重合的状态下，将试验片A以及试验片B在各自的中心位置通过点焊进行接合，从而制作出接合试验片C。

此外，点焊部位设定为试验片A以及试验片B的中心的1处，点焊的条件设定为，使用电极：顶端直径5mm、R40的CF型Cr-Cu电极，加压力：1.96kN，焊接电流：8kA，通电时间：12个循环/50Hz。另外，在点焊时，在试验片A以及试验片B之间夹入0.1mm的量规的状态下进行点焊，在试验片A以及试验片B之间设置间隙（余隙）。

（事前准备2）

对于由各例的表面处理钢板制作的接合试验片C，使用Nippon Parkerizing株式会社生产的表面调整处理剂PREPALENE X（商品名），在室温下实施20秒的表面调整。再者，使用Nippon Parkerizing株式会社生产的化学转化处理液（磷酸锌处理液）“PALBOND 3020（商品名）”，实施化学转化处理（磷酸盐处理）。化学转化处理液的温度设定为43℃，将接合试验片C在化学转化处理液中浸渍120秒钟后，进行水洗、干燥。实施上述化学转化处理（磷酸盐处理）后，将NIPPON PAINT株式会社生产的阳离子型电泳涂料以电压160V的斜坡通电进行电泳涂装，进而在烘烤温度170℃下烘烤涂装20分钟。电泳涂装膜的平均膜厚在任一接合试验片C中均为10μm。

（板叠合部耐蚀性试验）

在上述电泳涂装后，将接合试验片C的试验片A的端面密封，在向接合试验片C的试验片B侧用盐水喷雾的状态下，对接合试验片C实施腐蚀循环试验。腐蚀循环以盐水喷雾（SST：Salt Spray Test、5%NaCl、35℃气氛）2hr、干燥（60℃）2hr以及湿润（50℃，98%RH）4hr作为1个循环，实施360个循环。腐蚀循环试验按照JASO M609-91进行。

然后，在腐蚀试验后，用钻头等将接合试验片C的点焊部掏空，将试验片A以及试验片B分离，观察试验片A中的与试验片B的重合面的腐蚀状况，并赋予下述评分。

另外，通过将试验片A浸渍于柠檬酸铵水溶液，除去腐蚀产物后，进行试验片A的腐蚀深度的测定。具体地说，将除去腐蚀产物后的试验片A分割成8等分（图3中，分割成左右2份、分割成上下4份，共计分割成8等分），制成小片后，进行各小片的腐蚀深度（mm）的测定。将8个小片的腐蚀深度（mm）中的值最大者设定为最大腐蚀深度（mm），作为该实施例的板叠合部耐蚀性试验的结果进行评价。

在这样的耐蚀性试验中，在评价为“3”、“4”或者“5”的情况下，判断为耐蚀性优良。结果如表2所示。

此外，腐蚀深度使用千分尺（株式会社三丰生产的CPM-MX）进行。

1：试验片A中的与试验片B的接合面整体产生红锈或者最大腐蚀深度为0.4mm以上

2：在试验片A中的与试验片B的接合面的20%以上产生红锈或者最大腐蚀深度为0.2mm以上且低于0.4mm

3：在试验片A中的与试验片B的接合面的5%以上且低于20%产生红锈或者最大腐蚀深度为0.1mm以上且低于0.2mm

4：在试验片A中的与试验片B的接合面产生低于5%的红锈或者最大腐蚀深度超过0mm且低于0.1mm

5：从试验片A中的与试验片B的接合面没有红锈产生，且最大腐蚀深度为0mm（无）

2.2 点焊性

对于各个表面处理钢板，使用顶端直径5mm、R40的CF型Cr-Cu电极，在加压力1.96kN、通电时间12个循环/50Hz下，变更焊接电流，以熔核直径为4√t（t＝表面处理钢板的厚度）的焊接电流值实施500打点点焊，观察实施500点点焊时的熔核直径以及电极的状态，并赋予下述评分。此外，未通电的点焊的打点根据未形成熔核的情况来判断。另外，熔核的形成有无、熔核直径通过观察包含打点的中心的板厚断面来测定。

在这样的焊接性试验中，当为“3”、“4”或者“5”时，判断为焊接性优良。结果如表2所示。

1：不能实施500打点

2：能够实施500打点，但在10打点中存在未通电（包括没有未通电）的情况，500打点结束时使用压敏纸的电极接触面的直径相对于第1次打点的电极接触面的直径为1.7倍以上。

3：实施500打点，没有未通电的情况，500打点结束时使用压敏纸的电极接触面的直径相对于第1次打点的电极接触面的直径为1.4倍以上且低于1.7倍

4：实施500打点，没有未通电的情况，500打点结束时使用压敏纸的电极接触面的直径相对于第1次打点的电极接触面的直径为1.1倍以上且低于1.4倍

5：实施500打点，没有未通电的情况，无电极损耗、或者500打点结束时使用压敏纸的电极接触面的直径相对于第1次打点的电极接触面的直径低于1.1倍

在此，在图3～图4中，20A表示试验片A，20B表示试验片B，20C表示接合试验片C，22表示点焊部。

由上述结果可知，本实施例的表面处理钢板与比较例的表面处理钢板相比，耐蚀性以及焊接性均优良。

此外，在表1中，“无机物1”的表述表示“除包括掺杂型氧化锌粒子的含Zn化合物以外的无机物”相对于涂膜的组成比。

此外，日本专利申请第2023-056126号所公开的整个内容通过参照而编入本说明书中。

本说明书中记载的所有文献、专利申请以及技术标准通过参照而编入本说明书中，其中每个文献、专利申请以及技术标准通过参照而编入的内容与其具体且分别地记载的情况程度相同。

Claims

1.一种表面处理钢板，其中，具有：

Zn-Al-Mg系镀覆钢板，其每单面的镀层附着量为20～60g/m²；和

涂膜，其配置于所述Zn-Al-Mg系镀覆钢板的至少一个主面；

所述涂膜包含粘结剂树脂、掺杂型氧化锌粒子以及防锈剂，

所述涂膜的平均膜厚为0.5～3μm，

所述掺杂型氧化锌粒子的平均粒径为0.1～2μm，

2.根据权利要求1所述的表面处理钢板，其中，

所述防锈剂为有机酸，

所述防锈剂的含量相对于所述涂膜为1～20质量%。

3.根据权利要求1所述的表面处理钢板，其中，

在所述Zn-Al-Mg系镀覆钢板与所述涂膜之间具有中间涂膜，

所述中间涂膜的平均膜厚为0.1～0.5μm。

4.根据权利要求1所述的表面处理钢板，其中，所述Zn-Al-Mg系镀覆钢板的Zn-Al-Mg系镀层的化学组成以平均组成计，含有Al：4～22质量%、Mg：1.0～10质量%，剩余部分包括Zn和杂质。