[发明专利]涂敷磷酸盐覆层的方法和磷酸盐化金属部件的应用

说明书

本发明涉及一种在金属的表面上涂敷磷酸盐覆层的方法，以及按照本发明涂敷的金属部件的应用，这种方法包括采用磷酸盐化的水溶液润湿金属的表面，然后干燥磷酸盐化溶液。

目前大规模地应用磷酸盐覆层作为防腐蚀层、加工助剂以及漆料和其它覆层的底层。尤其是当它们用作有限时间的保护，特别是用于储存以随后再上漆时，可将它们称作上漆之前的预处理层。然而，如果在磷酸盐覆层上既没有漆层，也没有任何其它类型的有机覆层时，就称为处理而不是预处理。如果从金属的表面，即金属部件的表面溶解出至少一种阳离子，而且共同用于层结构，则这些覆层也称作转化层。

在涂敷方法中，所谓的干法(“无冲洗的方法”)特别是对至少一种金属材料连续移动带的非常快的涂敷是非常重要的。这些带可以是较小宽度或很大宽度的板材。通过先用磷酸盐化溶液润湿带，在这些带上涂敷一层磷酸盐覆层，然后干燥，通常可在镀锌之后直接涂敷，有时也可在适当的清洁和脱脂之后和用水或含水的介质冲洗之后涂敷，有时也可在金属的表面活化之后涂敷。特别是如果磷酸盐覆层不是结晶的或只一部分是结晶时，在磷酸盐覆层干燥之后冲洗可能损坏覆层。

欧洲专利-A-0 796 356叙述了一种在锌、铁、铝或其合金的表面上涂敷磷酸盐覆层的方法，该方法采用包含镍、锰和磷酸根的溶液润湿表面，并干燥这种溶液，该溶液还可优选包含高达4g/l的锌离子。

欧洲专利-A-0 774 016证实了一种使钢、锌、铝或它们各自合金的表面磷酸盐化的方法，该方法采用包含锌和磷酸根的酸性溶液处理表面，并干燥这种溶液，而不经中间冲洗，在这种方法中，所采用的磷酸盐化溶液的锌离子含量为2-25g/l。推荐用H₂O₂作为催化剂，H₂O₂含量仅为20-100ppm。

在这二份专利公报中所述的这些方法的缺点是，以这种方法形成的磷酸盐层，以无定形为主，通常还包含游离的磷酸，所以在随后以含水的液体，例如可能由于喷雾或冷凝产生的含水液体润湿时，可能与游离磷酸发生无意的反应，造成局部的损害，例如以无定形为主的磷酸盐层的退色、重结晶和其它变化等，这不仅是外观问题，而且对随后的工艺步骤也有干扰。例如形成暗色条纹这一类的损害，甚至在上漆之后，也仍然能够看见。

本发明的目的是要克服现有技术的这种缺点，特别是提出一种在金属表面上涂敷磷酸盐覆层的方法，在这种方法中，其后的与含水的液体或与水分接触不会引起任何损害，以这种方法形成的磷酸盐层至少与根据现有技术的磷酸盐层的质量相同。

这一目的是通过以酸性磷酸盐化水溶液润湿表面，然后干燥磷酸盐化溶液，从而在金属表面上施加磷酸盐覆层的方法达到的，通常随后不冲洗，这种方法的特征在于，磷酸盐化溶液包含：

——26-60g/l的锌离子，

——0.5-40g/l的锰离子，和

——以P₂O₅计算，50-300g/l的磷酸根离子。

锌离子含量高，特别有利于避免在形成的磷酸盐层中包含游离的磷酸，而且还能提高磷酸盐层的结晶性。锌离子的含量，优选28-50g/l的锌离子，更优选30-48g/l，最优选32-46g/l。

在下文中，术语金属部件除了金属带切断件和加工成形和/或上漆的部件外，还包括金属带。在这种情况下，例如该词首先系指金属带，和在随后工艺段带剪切后的金属部件，首先是带切断件，其次是部件。原则上，可首先预处理金属带并上漆，然后切割，或首先施加第一个预处理层，然后切割，而后施加第二个预处理层，随后上漆。此外，还有一系列的其它方案，然而，并不经常采用。

较高的锰离子含量，对磷酸盐覆层的质量，尤其对漆料的附着和对随后上漆的金属部件的耐腐蚀性能具有有利的影响。锰离子的含量优选2.5-30g/l，更优选5-25g/l，最优选10-25g/l。

以P₂O₅计算，磷酸根离子的含量优选58-280g/l，最优选60-260g/l，特别优选72-240g/l。

此外，本发明的目的，还可通过以酸性磷酸盐化水溶液润湿表面，然后干燥磷酸盐化溶液，从而在金属表面上施加磷酸盐覆层的方法实现，通常不冲洗，其中磷酸盐化溶液包含：

——10-60g/l的锌离子，或在润湿之前表面富锌的情况下，包含0-60g/l的锌离子，

——0.5-40g/l的锰离子，

——以P₂O₅计算，50-300g/l的磷酸根离子，