日本钢铁企业不断开发表面处理技术和新产品
2005-11-16 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel 查看历史数据
钢板表面处理技术目的主要有两个：其一防止钢板生锈及修复缺陷。阻隔大气、水等对钢板的腐蚀，增强钢板耐蚀性、耐久性、耐热性、润滑性（易冲压）、导电性、绝缘性、基底处理等；其二赋予钢板如耐指纹能、抗菌性、防污性等新功能。
家电厂家加工、组装高效化钢板
近年来家电产品采用表面处理钢板技术开发是一种趋势。当今镀锌钢板技术已有快速发展。新日铁对镀锌钢板表面实施“功能处理”，持续推出新功能，以迎合家电厂家多样性需求。在满足“耐腐蚀性”、“加工性”、“图案设计性”等基本性能的基础上，降低环境负荷物质、赋予新功能等对表面处理钢板要求越来越高。
钢板“冲压成形”产品形状。此时降低钢板与模具间的磨擦，在钢板深冲成复杂形状的同时，防止钢板造成缺陷及模具磨损。以往使用润滑性高的“冲压油”，冲压后要脱去冲压油，清洗，即必须有脱脂工艺。而润滑钢板毋须冲压油便可连续冲压成形。由于润滑钢板表面具有自润滑的功能膜，因而毋须使用冲压油，家电厂家不需涂油、脱脂工艺，改善了工业环境及降低环境负荷。冲压时在钢板表面需加压力。在此种条件下开发能减少磨擦的功能膜，满足用户要求。
润滑钢板
由新日铁采用独特树脂设计，对润滑剂的种类与加入量进行精确控制。在模具和冲床之间该钢板能平稳、顺畅滑动，即使成型复杂施以很大的外力，也无裂纹，其产品质量优于使用冲压油的普通钢板。润滑钢板具有多变性。新日铁依据性能需求，制成相应不同的功能膜。比如，石油扇形加热器的管路箱体，膜自身具有优异耐蚀性的涂敷作用，不仅易于冲压，且省略加工后的涂敷也确保其耐蚀性。
食品自动售货机最近广泛采用润滑钢板。在自动售货机内部使用该钢板，取下的饮料罐能顺利滑落到出口的“润滑性”，开发出永久可使用的“优质耐磨润滑钢板”得到了好评。
像这样采用树脂设计及润滑功能剂最优设计的膜层，开发润滑性能好，且具有“耐腐蚀性”、“加工性”、“导电性”等其它功能控制的各种膜层。钢铁基材、镀锌层及附在其上预涂敷树脂，引入新日铁技术力量强项的材料设计。
防静电涂敷钢板
广泛应用于家电制品。（预涂层）涂敷钢板就是钢铁厂内预先涂敷的钢板。以前，成型的涂敷钢板运输过程中，由于静电易粘附灰尘，这就需要抹擦或防止灰尘粘附作业。涂敷钢板在加工运输和搬送中，由于受到磨擦产生静电，会粘附周围尘埃。
新日铁开发了受磨擦难带电的“防静电涂敷钢板”。按新日铁的比较试验结果，与此前涂敷钢板相比，带电电压降低1/4。由于大幅度减少尘埃附着量，减少加工组装工序，节省人力。而其加工性、成型性、耐药性等性能与此前涂敷钢板相同。今后这种涂敷钢板将广泛应用于办公自动化和录像机等家电领域中。当然，这种膜层完全实现铬酸盐的替代化。
赋予家电产品“新价值”的钢板
表面处理赋予家电产品使用时新价值。如功放摄录机等需有良好金属光泽，若附着指纹，这部分颜色就发生变化，指纹极其显眼，影响美观，需花时间擦掉。为此，新日铁解析钢板的表面光折射率，开发即使附着有指纹，也不显现的特殊膜层。在加工、组装过程中对耐指纹有严格要求，这已成为摄录机及电脑等制造的前提条件。
耐污涂敷钢板
难以附上污垢“耐污染性”也是家电产品用板的必要条件。例如，冰箱等厨房中使用冰箱等电器撒上油或调料时，具有简单抹擦性能。在厨房内使用洗涤剂、漂白剂等具有“耐药性”。
通常，涂敷钢板涂膜越硬，分子间结合越紧密，易擦试越难污染。但冲压成型时，加工性变坏，难以达到产品的形状；若涂膜柔软，加工性能好，易成型，却易污染（耐污染性差），简单的涂膜存在加工性与耐污性相对立的难题。
为解决此问题，新日铁开发涂膜表层硬，内部柔韧的“陡斜型涂膜”。采用聚酯树脂同硬化密胺树脂的搭桥结合技术，提高分子结构密度，使涂膜变硬，膜的加热工艺中只是膜的表面密胺聚积硬化，这就具备表层硬污染难以侵入，而膜内密胺量少，加工柔韧性好，这是项划时代的技术。
高吸热性钢板
随着近年来电器产品的“高性能化”、“高集成化”、“小型化”，为保护耐热性差的电子元件等，要求将机内产生热量有效逸散的性能。电器产品高效性能化，增加发热量；另方面，随着电器产品小型化，需要吸热性优异的膜层，消除内部增加的单位体积热负荷。新日铁开发电器产品的框体内侧热量有效地逸散的“高吸热性钢板”。
本技术的要点在于通过对组成膜层的树脂、添加剂和颜料分子设计，开发有效吸收电器产品机内产生的热量的膜层。由于机内热量经红外线逸散易吸引热量，即同吸收红外线吸收速度相当，通过钢板膜层散发到外部。
依据新日铁试验结果，同以往锌钢板相比，机内温度可降你10℃，因而省去电器散热用的风扇和减少散热孔，提高了电器装饰性及寂静性。减少散热孔，还提高了电磁波屏蔽功能。镀锌钢板双面都可涂敷吸热膜层。
减振钢板
在两张钢板间夹有厚几十微米钻弹性树脂，起到吸收声能、减振作用。声音、振动使钢板变形，而该树脂通过“滑移变形”吸收形变能，从而削弱声音、振动并降低机器噪音、减少钢板不舒适噪音。计算机硬件箱及汽车部件等广泛采用此种减振钢板。
向降低环境负荷挑战——铅替换化
表面处理钢板的重大要求是减少环境负荷物质。替代铅的是家电产品机内基板及车身等，以焊锡元件为主导电子产品。新日铁长期以来提供“锡铅合金”焊锡和浸润性好的“铅-锡合金”电镀材料。新日铁获悉用户的需求，及时开发出替代铅的产品。可以说，替代铅的焊锡浸润性是非常重要的。以焊锡的基本成分“锡”为基础进行研发，单有锡的耐蚀性差，且在电子产品使用中易生成电子线路障碍（单金属须状结晶）的晶须。
通常，电镀成膜速度快，结晶稍不稳定（内应力高），表层的金属原子以更稳定的状态而富集。根据晶须的生成机理，晶须会长达100μm以上。由于现代电子产品线路非常短，长的晶须会造成线路短路，不能正常运作。
新日铁于1999年开发等同焊锡良好浸润性，替代铅，且不产生晶须的钢板。电镀从该钢板内侧3层依次为“镍—锡—锌”，经加热、熔融和合金化。比阳极保护作用的锌具有更好的耐蚀性，镍有弥补的冲压性和焊接性功能。
该钢板表层是锡—锌合金，与锡合金的焊锡浸润性好，且耐蚀性好。经电镀后加热、合金化释放内应力，从而抑制晶须的成长。这项技术在于：尽管从钢板内侧依次电镀“镍—锡—锌”，但加热、熔融后，在钢板内侧先形成“镍—锌合金”，再形成：“锡—锌合金”。出现锌越过锡，与镍合金化的现象。镍不暴露于表层，而在表面生成锡锌合金层。新日铁也在生产熔融型“锡锌”钢板。由锡锌合金组成熔融金属将钢板浸镀，因此，可进行厚达1.0mm以上适用于做汽车油箱等的热浸镀材料。
追求新功能的表面处理技术
钢铁是能赋予各种功能的材料。由于能提供各项强度、尺寸规格和材质，因而是经济性、供应性最优的材料。表面处理技术集部件性能、成形技术和接合技术的关键组合技术。表面处理钢板的相关技术领域涉及电化学、合金化扩散技术、热化学、腐蚀学、化工学、界面学、涂敷学、薄膜学等多学科进行镀层、涂敷、不锈钢板的高性能材料。部件性能涵盖部件刚度、疲劳强度、冲击强度、抗压强度、耐蚀性、声音振动、功能性、创意性。成型技术包括有限元解析法、新成型法、硬化技术、热粘合技术和润滑技术等。接合技术包括激光技术、点焊、电弧焊接、等离子焊接、机械强度。新日铁的强项在于其常年对材料开发所积累的技术和满足各种性能要求的经验及业绩。
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家电厂家加工、组装高效化钢板
近年来家电产品采用表面处理钢板技术开发是一种趋势。当今镀锌钢板技术已有快速发展。新日铁对镀锌钢板表面实施“功能处理”，持续推出新功能，以迎合家电厂家多样性需求。在满足“耐腐蚀性”、“加工性”、“图案设计性”等基本性能的基础上，降低环境负荷物质、赋予新功能等对表面处理钢板要求越来越高。
钢板“冲压成形”产品形状。此时降低钢板与模具间的磨擦，在钢板深冲成复杂形状的同时，防止钢板造成缺陷及模具磨损。以往使用润滑性高的“冲压油”，冲压后要脱去冲压油，清洗，即必须有脱脂工艺。而润滑钢板毋须冲压油便可连续冲压成形。由于润滑钢板表面具有自润滑的功能膜，因而毋须使用冲压油，家电厂家不需涂油、脱脂工艺，改善了工业环境及降低环境负荷。冲压时在钢板表面需加压力。在此种条件下开发能减少磨擦的功能膜，满足用户要求。
润滑钢板
由新日铁采用独特树脂设计，对润滑剂的种类与加入量进行精确控制。在模具和冲床之间该钢板能平稳、顺畅滑动，即使成型复杂施以很大的外力，也无裂纹，其产品质量优于使用冲压油的普通钢板。润滑钢板具有多变性。新日铁依据性能需求，制成相应不同的功能膜。比如，石油扇形加热器的管路箱体，膜自身具有优异耐蚀性的涂敷作用，不仅易于冲压，且省略加工后的涂敷也确保其耐蚀性。
食品自动售货机最近广泛采用润滑钢板。在自动售货机内部使用该钢板，取下的饮料罐能顺利滑落到出口的“润滑性”，开发出永久可使用的“优质耐磨润滑钢板”得到了好评。
像这样采用树脂设计及润滑功能剂最优设计的膜层，开发润滑性能好，且具有“耐腐蚀性”、“加工性”、“导电性”等其它功能控制的各种膜层。钢铁基材、镀锌层及附在其上预涂敷树脂，引入新日铁技术力量强项的材料设计。
防静电涂敷钢板
广泛应用于家电制品。（预涂层）涂敷钢板就是钢铁厂内预先涂敷的钢板。以前，成型的涂敷钢板运输过程中，由于静电易粘附灰尘，这就需要抹擦或防止灰尘粘附作业。涂敷钢板在加工运输和搬送中，由于受到磨擦产生静电，会粘附周围尘埃。
新日铁开发了受磨擦难带电的“防静电涂敷钢板”。按新日铁的比较试验结果，与此前涂敷钢板相比，带电电压降低1/4。由于大幅度减少尘埃附着量，减少加工组装工序，节省人力。而其加工性、成型性、耐药性等性能与此前涂敷钢板相同。今后这种涂敷钢板将广泛应用于办公自动化和录像机等家电领域中。当然，这种膜层完全实现铬酸盐的替代化。
赋予家电产品“新价值”的钢板
表面处理赋予家电产品使用时新价值。如功放摄录机等需有良好金属光泽，若附着指纹，这部分颜色就发生变化，指纹极其显眼，影响美观，需花时间擦掉。为此，新日铁解析钢板的表面光折射率，开发即使附着有指纹，也不显现的特殊膜层。在加工、组装过程中对耐指纹有严格要求，这已成为摄录机及电脑等制造的前提条件。
耐污涂敷钢板
难以附上污垢“耐污染性”也是家电产品用板的必要条件。例如，冰箱等厨房中使用冰箱等电器撒上油或调料时，具有简单抹擦性能。在厨房内使用洗涤剂、漂白剂等具有“耐药性”。
通常，涂敷钢板涂膜越硬，分子间结合越紧密，易擦试越难污染。但冲压成型时，加工性变坏，难以达到产品的形状；若涂膜柔软，加工性能好，易成型，却易污染（耐污染性差），简单的涂膜存在加工性与耐污性相对立的难题。
为解决此问题，新日铁开发涂膜表层硬，内部柔韧的“陡斜型涂膜”。采用聚酯树脂同硬化密胺树脂的搭桥结合技术，提高分子结构密度，使涂膜变硬，膜的加热工艺中只是膜的表面密胺聚积硬化，这就具备表层硬污染难以侵入，而膜内密胺量少，加工柔韧性好，这是项划时代的技术。
高吸热性钢板
随着近年来电器产品的“高性能化”、“高集成化”、“小型化”，为保护耐热性差的电子元件等，要求将机内产生热量有效逸散的性能。电器产品高效性能化，增加发热量；另方面，随着电器产品小型化，需要吸热性优异的膜层，消除内部增加的单位体积热负荷。新日铁开发电器产品的框体内侧热量有效地逸散的“高吸热性钢板”。
本技术的要点在于通过对组成膜层的树脂、添加剂和颜料分子设计，开发有效吸收电器产品机内产生的热量的膜层。由于机内热量经红外线逸散易吸引热量，即同吸收红外线吸收速度相当，通过钢板膜层散发到外部。
依据新日铁试验结果，同以往锌钢板相比，机内温度可降你10℃，因而省去电器散热用的风扇和减少散热孔，提高了电器装饰性及寂静性。减少散热孔，还提高了电磁波屏蔽功能。镀锌钢板双面都可涂敷吸热膜层。
减振钢板
在两张钢板间夹有厚几十微米钻弹性树脂，起到吸收声能、减振作用。声音、振动使钢板变形，而该树脂通过“滑移变形”吸收形变能，从而削弱声音、振动并降低机器噪音、减少钢板不舒适噪音。计算机硬件箱及汽车部件等广泛采用此种减振钢板。
向降低环境负荷挑战——铅替换化
表面处理钢板的重大要求是减少环境负荷物质。替代铅的是家电产品机内基板及车身等，以焊锡元件为主导电子产品。新日铁长期以来提供“锡铅合金”焊锡和浸润性好的“铅-锡合金”电镀材料。新日铁获悉用户的需求，及时开发出替代铅的产品。可以说，替代铅的焊锡浸润性是非常重要的。以焊锡的基本成分“锡”为基础进行研发，单有锡的耐蚀性差，且在电子产品使用中易生成电子线路障碍（单金属须状结晶）的晶须。
通常，电镀成膜速度快，结晶稍不稳定（内应力高），表层的金属原子以更稳定的状态而富集。根据晶须的生成机理，晶须会长达100μm以上。由于现代电子产品线路非常短，长的晶须会造成线路短路，不能正常运作。
新日铁于1999年开发等同焊锡良好浸润性，替代铅，且不产生晶须的钢板。电镀从该钢板内侧3层依次为“镍—锡—锌”，经加热、熔融和合金化。比阳极保护作用的锌具有更好的耐蚀性，镍有弥补的冲压性和焊接性功能。
该钢板表层是锡—锌合金，与锡合金的焊锡浸润性好，且耐蚀性好。经电镀后加热、合金化释放内应力，从而抑制晶须的成长。这项技术在于：尽管从钢板内侧依次电镀“镍—锡—锌”，但加热、熔融后，在钢板内侧先形成“镍—锌合金”，再形成：“锡—锌合金”。出现锌越过锡，与镍合金化的现象。镍不暴露于表层，而在表面生成锡锌合金层。新日铁也在生产熔融型“锡锌”钢板。由锡锌合金组成熔融金属将钢板浸镀，因此，可进行厚达1.0mm以上适用于做汽车油箱等的热浸镀材料。
追求新功能的表面处理技术
钢铁是能赋予各种功能的材料。由于能提供各项强度、尺寸规格和材质，因而是经济性、供应性最优的材料。表面处理技术集部件性能、成形技术和接合技术的关键组合技术。表面处理钢板的相关技术领域涉及电化学、合金化扩散技术、热化学、腐蚀学、化工学、界面学、涂敷学、薄膜学等多学科进行镀层、涂敷、不锈钢板的高性能材料。部件性能涵盖部件刚度、疲劳强度、冲击强度、抗压强度、耐蚀性、声音振动、功能性、创意性。成型技术包括有限元解析法、新成型法、硬化技术、热粘合技术和润滑技术等。接合技术包括激光技术、点焊、电弧焊接、等离子焊接、机械强度。新日铁的强项在于其常年对材料开发所积累的技术和满足各种性能要求的经验及业绩。
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