镀锌板自润滑涂层可以在镀锌板表面不添加润滑油等润滑剂下直接进行冲压成型,且板材不出 现划痕或其它缺陷,后续还可以直接应用或进行涂装处理,节省除油剂的使用和除油的操作工序。不但节约了制造成本而且降低污染。基于此,镀锌板 自润滑涂层得以开发和应用。
镀锌板自润滑涂层
根据涂层组成的不同,镀锌板自润滑涂层主要分为有机型和无机型。
1.1有机型涂层 20世纪80年代末,日本新日铁钢厂叫研发出一种电镀锌板具有自润滑性的产品,可以用在电机外壳的冲压加工中。
其首先在镀锌板表面用铬酸盐进行钝化处理,然后涂覆几微米厚的有机润滑膜。这种产品不但具有很好的耐蚀性还具有优良的润滑性能,很快就应用在各种电器和油罐的冲压 成型过程。
在20世纪90年代这种有机自润滑涂层 的生产及应用实现了商业化,占世界主导地位,最具代表性。但是,该镀锌板自润滑涂层为含铬的有机润滑膜,对环境有一定危害。
1984年日本NKK钢管公司为了改善在镀锌板 上含铬涂层对环境所造成的污染,开发了润滑剂为聚乙烯,基础树脂为聚氨酯的薄型有机高润滑性复 合涂层UZ—L。1993年又开发了涂层Uz—SL。
UZ—L和UZ—SL适合于冲压复杂成形过程并且成形后保持良好外观。1996年开发了有机复合涂层 UZ—C3。它以改性乙烯树脂为主要成膜树脂,具有高润滑性和很好的涂装粘附性。
20世纪90年代初,川崎制铁研究出铬钝化层 +有机树脂涂层的RIVER ZINC FS。它有优良的耐蚀性、成形性、表面质量及耐指纹性,但该涂层的导电和焊接性不理想。之后,开发了FC-S,具有更好成型性。采用二步法生产工艺,在镀锌板上行无铬钝化处理,之后涂润滑膜,在镀锌板表 面形成环保型自润滑的双涂层。
针对镀锌板自润滑涂层的三种主要产品GI—F、 GA—F和EG-TJ,日本歌山制铁所和住友金属将他们与锌板进行了对比试验。
其中,GI—F涂层和 GA—F涂层分别是在热镀锌板和铝锌板上,经铬酸盐钝化处理后涂覆有机高润滑性薄膜制成;EG—TJ涂层是在电镀锌板上涂覆含铬的有机树脂润滑膜。实验表明,三种镀锌板自润滑涂层与基板表面相比 均具有优良的润滑性和耐蚀性。
此外,神户钢铁开发了聚乙烯树脂为基体、添加蜡为润滑剂、胶体SiO2以提高耐蚀性自润滑镀锌钢板。
1.2无机型涂层 1998年,NKK公司开发了PZA—N。它是在合金化热镀锌板材上的含Ni自润滑涂层,满足汽车行业对成本低、成形性很好和焊接性好的镀锌板需求。该涂层的润滑性与涂油镀锌板相比,没有得到增强,但它具有优良的点焊性、磷化性及涂装性,可直接应用,不需除油。在汽车行业中的复杂成型件得到广泛应用,如车门板、挡板等。
为达到对环境友好、对基板耐蚀性的标准,川崎制铁开发了无铬zn—Ni自润滑涂层。它首先在表面形成zn—Ni镀层之后再涂4μm的润滑膜。其摩擦系数比未经处理的板材要降低一半并具有更佳的耐蚀性,这种产品当时主要用于马达盖和油箱的壳体等。
2002年,JFE(由13本第二大钢铁公司日本钢管NKK和日本第三大钢铁公司川崎制铁于2002年9月合并成立)开发了一种ECO FRONTIER Jw涂层。ECO FRONTIER JW是JFE以电镀锌板为基板开发的无铬钝化系列环保产品。
它是由具有高隔离性的树脂和具有自愈合作用的无机阻隔剂组成。涂层满足耐蚀性和导电性的要求还具有较薄的厚度。这种产品当时主要用于油炉的过滤器和换油片等。2004年,该公司开发了GAN,其涂层 结构为锌合金化镀层+Ni-Fe—O层,提高了合金化 镀锌板的流动性能。当时用于汽车行业中的复杂 成型件,如车身等。