[发明专利]具锌电解氧化皮膜的电镀锌钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具锌电解氧化皮膜的电镀锌钢板及其制造方法，尤其涉及一种使用不含铬酸盐或磷酸盐的表面处理液所制造的，而且具有优异防锈性及皮膜密着性的具锌电解氧化皮膜的电镀锌钢板及其制造方法。

背景技术

众所周知，钢铁具有高强度和良好的加工性，但是腐蚀问题会造成钢铁外观恶化并减损其耐用性。一般通过使用金属镀覆或涂布保护膜的方法来提升钢铁基材的耐蚀性，其中镀锌是最普遍被使用的技术之一。金属锌具有较钢铁活泼的化学性质，当两者接触且共同存在于腐蚀环境中时，金属锌会优先被腐蚀而发挥对钢铁材料牺牲保护的效果，此技术被应用于例如镀锌螺丝螺帽、电镀锌和热浸镀锌钢板中。

目前镀锌钢板已被广泛地使用，为了提高耐腐蚀性，便对镀锌钢板表面通过使用铬酸、磷酸或其盐类为主要成分的处理液进行处理，于是在镀锌层表面形成一层磷酸盐或铬酸盐的保护皮膜，用以降低其最表面的化学活性，以减缓镀锌层的腐蚀速率。进一步说明，磷酸盐皮膜的钢板缺乏耐蚀性，在未被覆上涂膜或有机树脂的情况下，容易产生锈蚀，而且，当被覆上涂膜或有机树脂时，又会造成密着性(特别是加工时的密着性)不足；在磷酸盐反应的制程中进行生产控制不容易，且时常要排放浓废液，造成控制成本及废水处理成本太高。再者，因为采用磷酸盐处理会造成河流、湖泊优氧化的公害，所以禁用反应型磷酸盐已是环保趋势。

在未伴随电解的浸渍处理或涂布处理所形成的铬酸盐皮膜中，虽然铬酸盐经由其本身的修复作用，可具有提高耐蚀性的效果，也因为铬酸盐廉价且用其处理后的耐蚀性优越，以致于此处理方法被广泛利用。但是，因为铬酸盐处理中使用了属于公害规范物质的六价铬，对人体和环境会产生不好的影响，进一步说明，以电解处理的电解铬酸盐皮膜，使用了含六价铬的溶液，其电解过程中所产生的铬酸雾(mist)会对作业环境产生不良影响。铬酸盐皮膜，是用未伴随电解的浸渍处理或涂布处理、或电解处理等方法来形成于钢板上，相较于磷酸盐皮膜，在未被覆上涂膜或有机树脂时的防锈性、被覆上涂膜或有机树脂时的密着性及加工时的密着性都具有优越性。覆有铬酸盐皮膜的钢板因具有优异的防锈性及加工密着性而被广泛使用，但是因铬酸盐是属于具有毒性的管制化学品，致使其因环保因素而面临使用限制而最终可能导致其使用被禁止。

上述在镀锌钢板表面形成保护皮膜的流程中，浸泡磷酸盐或铬酸盐处理液的工作物必须再经过水洗以去除去沾附于其表面的处理液，所以须进行水质污染防止法所规定的特定的排水处理，所以，除了必需面对清洗废水处理的问题之外，还因此成为制造成本提高的主要因素。

此外，为了进一步减缓钢铁材料表面镀锌层的腐蚀，还可使用有机膜涂布的方式，其是于镀锌层表面形成一种具有遮蔽效果的保护膜，但此种处理方式的成本较高；同时，如果使用含有溶剂的涂料，又会遭遇与溶剂相关的环保和安全问题。

因此，本发明提出一种替代的处理液和处理方式，其是在镀锌钢板上利用简单的电解反应以生成锌氧化皮膜，以使镀锌层具有优异的耐蚀性且拥有与磷酸盐皮膜一样的功能，同时在废液处理及清洗排放方面，皆不会造成环境污染，符合产业进步的需要，并且向业界提供了更多更好的技术性选择。

发明内容

本发明主要目的是为使电镀锌钢板的表面不被覆铬酸盐与磷酸盐，经由使用不含任何磷酸盐的中性或微碱性导电盐的处理液，进行电解以形成1～2(g/m²)的氧化锌皮膜，由此形成高耐蚀性、抗指纹性及优越的再涂性的锌电解氧化皮膜。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种具锌电解氧化皮膜的电镀锌钢板，包含电镀锌钢板，该电镀锌钢板的表面上具有氧化锌皮膜，该氧化锌皮膜表面呈管胞状，该氧化锌皮膜的量为1～2(g/m²)，并且在该氧化锌皮膜表面上形成一被覆皮膜，该被覆皮膜厚度小于0.1μm。

其中所述的该被覆皮膜含有磷酸盐与钒金属。

本发明还提供所述具锌电解氧化皮膜的电镀锌钢板的制造方法，首先提供一钢板，该钢板经过清洗除油后进行镀锌作业以形成一电镀锌钢板，然后清洗板面上的电镀液，该电镀锌钢板经过清洗后置于一电解槽中的阳极，该电解槽内存在有不含任何磷酸盐的中性或微碱性导电盐，进行电解以在该电镀锌钢表面上形成量1～2(g/m²)的氧化锌皮膜且其表面呈管胞状，并经水清洗后进行烘干；然后将封孔剂涂布于该氧化锌皮膜表面并进行烘干且放置熟成，以形成厚度小于0.1μm的被覆皮膜；其中，在电解过程中，控制电流密度、电解时间、电压、电解液种类、电解液浓度，以生成蓝白色的氧化锌皮膜。