由電鍍鋅板制造具有低波紋度的部件的方法、相應(yīng)的部件和車輛的制作方法
【專利摘要】該方法包括以下步驟：利用工作表面的粗糙度Ra2.5水平小于或等于3.6μm的工作輥對基板(3)進(jìn)行冷軋；通過電沉積在經(jīng)退火的基板(3)的至少一個(gè)面(5)上沉積金屬涂層(7)以形成板(1)；以及對經(jīng)切割的板(1)進(jìn)行變形以形成部件，在變形步驟之后金屬涂層(7)的外表面(21)的波紋度Wa0.8小于或等于0.50μm。
【專利說明】由電媳巧板制造具有低波紋度的部件的方法、相應(yīng)的部件和 車輛
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于制造包括基板的金屬板的方法，所述基板的至少一個(gè)面覆蓋 有鋒基金屬涂層。
[0002] 運(yùn)樣的金屬板更具體地設(shè)計(jì)成制造用于陸地機(jī)動車輛如機(jī)動車的車身部件。
[0003] 然后金屬板被切割和變形W生產(chǎn)部件，所述部件被組裝W形成車身或外殼。
[0004] 該外殼隨后被涂覆有漆(或漆體系）的膜，所述膜提供了優(yōu)良的表面外觀，并且與 鋒基金屬涂層一起幫助防止腐蝕。
[0005] 用于金屬板的鋒基涂層具有被稱為其外表面的波紋度的特征，其目前僅能通過顯 著的漆厚度來補(bǔ)償，可能存在對于車身部件而言不可接受的"枯皮"外觀而不合格。
[0006] 涂層的外表面的波紋度W是平緩的、具有相對長的波長(0.8mm至10mm)的偽周期性 幾何不規(guī)則性，其不同于粗糖度R，粗糖度R對應(yīng)于具有短的波長的幾何不規(guī)則性。
[0007] 在本發(fā)明中，已選擇Wwii表示的波紋度分布的算術(shù)平均值Wa來表征金屬板涂層的 外表面的波紋度，并且波紋度的測量已經(jīng)根據(jù)2012年5月的第一版的標(biāo)準(zhǔn)SEP 1941進(jìn)行，特 別是對于0.8mm的截止闊值。運(yùn)些測量被認(rèn)為符合Wao. 8的本標(biāo)準(zhǔn)。
[000引波紋度Wao.8的降低使得能夠減小用于實(shí)現(xiàn)給定的涂料外觀質(zhì)量的漆膜的厚度，或 者在恒定的漆膜厚度處提高涂料外觀質(zhì)量。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于通過對金屬板進(jìn)行切割和成形來制造部件的 方法，該金屬板包括其中至少一個(gè)面已涂覆有鋒基金屬涂層的基板，金屬涂層的外表面具 有其變形后減小的波紋度Wao. 8。
[0010] 為此，本發(fā)明設(shè)及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。
[0011] 該方法還可W包括單獨(dú)或組合考慮的權(quán)利要求2至12所述的特征。
[0012] 本發(fā)明還設(shè)及根據(jù)權(quán)利要求13所述的部件。
[0013] 所述部件還可W包括單獨(dú)或組合考慮的權(quán)利要求14至17的特征。
[0014] 本發(fā)明還設(shè)及根據(jù)權(quán)利要求18所述的車輛。
[0015] 本發(fā)明將參照附圖通過提供用于參考目而非限制性的實(shí)施例來說明，附圖是示出 根據(jù)本發(fā)明的金屬板的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
[0016] 板1包括鋼基板3,鋼基板3的兩個(gè)面5中的每個(gè)面由金屬涂層7覆蓋。
[0017] 將指出的是，為了便于說明，在圖1中沒有考慮基板3和覆蓋它的不同層的相對厚 度。
[0018] 在兩個(gè)面5上存在的涂層7通常是相似的，并且W下將對僅一個(gè)涂層進(jìn)行更詳細(xì)地 描述。作為一個(gè)替代方案(未示出），面5中僅一個(gè)面具有涂層7。
[0019] 涂層7的厚度通常小于或等于25μπι，并且旨在保護(hù)基板3不受腐蝕。
[0020] 涂層7是鋒基涂層。它可W例如利用鋒或鋒合金，如鋒-儀或鋒-鐵或鋒-鉆或者鋒- 聚合物復(fù)合材料。
[0021] W下方法可W例如用于制造金屬板1。
[0022] 使用例如通過熱社獲得的帶狀基板3。
[0023] 基板3首先經(jīng)受冷社步驟。
[0024] 優(yōu)選地，對于冷社，首先對基板3W通常為60%至85%的壓下率進(jìn)行社制，W獲得 厚度為例如0.2mm至2mm的基板3。
[0025] 應(yīng)注意至少使最后的冷社道次利用具有減小的粗糖度的工作漉完成，即，所述工 作漉的工作表面具有小于或等于3.6皿，優(yōu)選小于或等于3.3皿或甚至3.2WI1的粗糖度Ra2.5 (即，利用2.5mm的截止闊值測定的）。
[0026] 將回顧，工作漉是直接接觸基板3W使其變形的漉的圓柱。術(shù)語"工作表面"表示其 接觸基板3的表面。
[0027] 具有降低的粗糖度的工作漉至少存在于沿基板3在漉中的前進(jìn)方向的漉的最后保 持架中。
[00%]優(yōu)選地，工作表面未被蝕刻，或者被隨機(jī)蝕刻，即利用產(chǎn)生隨機(jī)紋理（texture)的 方法。運(yùn)樣的方法可W例如是抓T(電火花毛化)法。在運(yùn)種情況排除了邸T(電子束毛化)法， 因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生非隨機(jī)紋理。
[0029] 在一個(gè)替代方案中，工作漉是所謂的"光滑的"工作漉，即，矯直并且未蝕刻的漉， 其工作表面的粗糖度Ra2.5小于或等于0.5μηι或甚至0.4]im。
[0030] 位于基板3兩側(cè)上的具有降低的粗糖度的工作漉將優(yōu)選使用相同的方法制造，并 且因此，將具有相同的特征。
[0031] 經(jīng)冷社的基板3可W隨后經(jīng)歷通常在適當(dāng)?shù)臍夥障略谕嘶馉t中進(jìn)行的退火，W在 冷社操作期間在已經(jīng)歷加工硬化之后使其再結(jié)晶。
[0032] 再結(jié)晶退火還使得能夠活化基板3的面5, W有利于隨后的電沉積操作所需的化學(xué) 反應(yīng)。
[0033] 根據(jù)鋼種，再結(jié)晶退火在650°C至900°C的溫度下持續(xù)使鋼再結(jié)晶和使面5活化所 需要的時(shí)間而完成。
[0034] 基板3隨后經(jīng)歷光整冷社操作，W賦予面5有利于金屬板1的后續(xù)成形的紋理。
[0035] 事實(shí)上，光整冷社操作使得能夠轉(zhuǎn)移足夠粗糖度到面5,并且因此到金屬板1的涂 層7的外表面21，使得金屬板1可W隨后在良好的條件下成形，同時(shí)有利于在金屬板1成形之 前使施加到金屬板1的油良好地保留。
[0036] 光整冷社操作期間，基板3的伸長率一般在0.5%至2%之間。
[0037] 在一個(gè)替代方案中，光整冷社操作將利用EDT工作漉進(jìn)行，其工作表面的粗糖度 Ra2.5在1.65皿至2.95皿之間，優(yōu)選在1.65皿至2.30皿之間。
[0038] 接下來通過電沉積來制造涂層7。為此，基板3穿過電解質(zhì)浴。
[0039] 在電解質(zhì)浴中基板3的前進(jìn)速度通常在20m/min至200m/min之間。
[0040] 電解質(zhì)例如為硫酸鹽、氯化物或氯化物-硫酸鹽混合類型的含水酸性電解質(zhì)（有 lectrolyte acide aqueux)，適于在基板3上電解沉積鋒層、或鋒合金層，或鋒-聚合物復(fù)合 材料層。
[0041] 因而，為了在基板3上沉積鋒涂層，能夠使用基于氯化物的電解質(zhì)浴:其包含50g/l 至150g/l的氯化鋒(ZnCb)形式的鋒、250g/l至400g/l的氯化鐘化C1)W及具有4至5的抑。 該浴還可W包含添加劑，例如濃度為lml/1至的晶粒細(xì)化劑。為了在基板3上沉積鋒 的層，電流密度優(yōu)選調(diào)節(jié)至30A/dm2至150A/dm2的值，并且浴的溫度優(yōu)選調(diào)節(jié)至40°C至80°C 的值，優(yōu)選低于60°C，W限制該浴的蒸發(fā)。
[0042] 還能夠使用硫酸系電解質(zhì)浴:包含50g/l至150g/l硫酸鋒(ZnS化)形式的鋒，W及 具有低于5的抑。該浴還可W包含添加劑，例如化C〇3。優(yōu)選地，電流密度被調(diào)節(jié)至lOA/dm嗜 150A/dm2的值，并且該浴的溫度被調(diào)節(jié)至40°C至80°C的值，優(yōu)選低于60°C，W限制該浴的蒸 發(fā)。
[0043] 如果希望沉積鋒合金涂層(例如鋒-儀、鋒-鐵或鋒-鉆），則將儀、鐵或鉆離子加入 到先前描述的基于硫酸鹽、氯化物或氯化物-硫酸鹽混合物的電解質(zhì)浴中。
[0044] 同樣地，為沉積鋒-聚合物復(fù)合材料涂層，將0 . Iwt %至%的聚合物，例如聚乙 二醇或聚丙締酷胺，加入到先前描述的基于硫酸鹽、氯化物或氯化物-硫酸鹽混合物的電解 質(zhì)浴中。所獲得的復(fù)合涂層賦予優(yōu)良的耐腐蝕性，并且還使得能夠避免為了使漆附著而所 需的有毒的銘化或憐化處理。
[0045] 涂層7的表面21將優(yōu)選具有0.化m至1.如m的粗糖度Ra2.5,并且更優(yōu)選為0.9皿至 1 ·姐m。
[0046] 由此獲得的金屬板1可W隨后被切割，然后例如通過沖壓、彎曲或仿形切削 (prof ilage)而被成形，W形成部件，所述部件接下來可被涂漆W在每個(gè)涂層7上形成漆膜 (或漆體系）（未示出）。
[0047] 在家用電器部件的情況中，漆膜也可能通過本身已知的物理和/或化學(xué)方法經(jīng)歷 退火。
[0048] 為此，經(jīng)涂漆的部件可W穿過熱空氣或感應(yīng)爐，或在UV燈下或在擴(kuò)散電子束的裝 置下。
[0049] 變形后，部件的涂層7的外表面21的波紋度Wao.8小于或等于0.50皿，優(yōu)選小于或等 于0.45μηι，還更優(yōu)選小于或等于0.40μηι，或甚至0.35]im。
[0050] 至少在最后的冷社道次使用具有降低的粗糖度Ra2.5的工作漉使得一方面能夠更 好地控制隨后通過涂覆基板3所得的金屬板1的波紋度Wao.8,另一方面能夠更好地控制可W 通過對金屬板1進(jìn)行切割和變形而制造的部件的波紋度Wao.8。
[0051] 具體地，相對于僅使用具有更高的粗糖度的漉的社制，運(yùn)樣的冷社能夠降低波紋 度 Wao. 8。
[0052] 因此，使用粗糖度Ra2.5小于或等于3.6WI1的工作漉能夠在涂層沉積步驟之后或任 何變形步驟之后實(shí)現(xiàn)小于或等于0.50皿的波紋度Wao.8。
[0053] 例如，使用粗糖度Ra2.5小于或等于3.3皿，或甚至3.2皿的工作漉，能夠在涂層沉積 步驟之后或任何變形步驟之后實(shí)現(xiàn)小于或等于0.45皿的波紋度Wao.8。
[0054] 例如，使用粗糖度Ra2.5小于或等于0.5WI1的光滑工作漉，能夠在涂層沉積步驟之后 或任何變形步驟之后實(shí)現(xiàn)小于或等于〇.40μπι，或甚至0.35皿的波紋度Wao.8。
[0055] 對于汽車應(yīng)用，在憐化之后，每個(gè)部件被浸泡在電泳浴中，并且依次施加底漆層、 基漆層、和任選的罩光清漆層。
[0056] 在將電泳層施加到部件之前，首先對部件進(jìn)行脫脂，然后憐化W確保電泳層的粘 附。
[0057] 然后電泳層為部件提供附加的防腐蝕保護(hù)。底漆層(通常利用噴漆槍來施加)制備 部件的最終外觀并且保護(hù)其不受砂和紫外線影響?；釋淤x予部件其最終顏色和外觀。清 漆層賦予部件的表面良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐受腐蝕性化學(xué)試劑的能力和良好的表面外觀。
[0化引通常，憐化層的重量在1.5g/m2至5g/m2之間。
[0059] 用于保護(hù)和保證部件的最佳表面外觀的漆膜例如包括:厚度為15μπι至25μπι的電泳 層;厚度為35WI1至45WI1的底漆層；W及厚度為40WI1至50WI1的基漆層。
[0060] 在漆膜層還包括清漆層的情況下，不同的漆層的厚度一般如下：
[0061 ] 電泳層：ΙδμL?至25μηι之間，優(yōu)選小于20μηι，
[0062] 底漆層:小于45皿，
[0063] 基漆層:小于20ym，W及
[0064] 清漆層:小于55皿。
[0065] 漆膜也可W不包括電泳層，而僅包括底漆層和基漆層、W及任選的清漆層。
[0066] 優(yōu)選地，漆膜的總厚度將小于120μπι，或甚至1 OOwii。
[0067] 現(xiàn)在將通過提供用于參考而非限制性的試驗(yàn)對本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0068] 所做的試驗(yàn)旨在示出相對于利用工作表面具有更大的粗糖度的漉完成的社制，利 用具有減小的粗糖度R32.5的工作漉完成的冷社的正面影響。
[0069] 為此，DC-06級鋼基材經(jīng)歷冷社W達(dá)到0.8mm的厚度，所述冷社利用工作表面的粗 糖度Ra2.5為3.1皿、3.5皿和3.75皿的邸T蝕刻工作漉，或者工作表面的粗糖度Ra2.5為0.3皿 的光滑工作漉。
[0070] 在720°C下再結(jié)晶退火之后，基板3隨后經(jīng)歷利用工作表面的粗糖度Ra2.5為1.85μπι 的邸Τ蝕刻工作漉完成的相同的光整冷社操作。
[0071] 接下來在硫酸系電解液浴中通過電沉積利用鋒對基板3進(jìn)行涂覆。通過利用 Marciniak工具對由此獲得的金屬板進(jìn)行切割并且通過3.5%的等雙軸變形成形。
[0072] 記錄在電沉積步驟化G)和變形步驟(DEF)的最后涂層7的外表面21的波紋度Wao.8 和粗糖度R32.5值。
[0073] 在表1中提供了 Wao.8和Ra2.5的測量結(jié)果。試驗(yàn)2至4對應(yīng)于本發(fā)明的不同實(shí)施方案， 并且由星號標(biāo)識。
[0074] 表 1
[0075]
[0076] 特別觀察到，在根據(jù)本發(fā)明的金屬板變形后的波紋度Wao.8接近于或低于變形之前 的波紋度水平。運(yùn)種效果對于試驗(yàn)2和4尤其明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于制造由金屬板（1)制成的部件的方法，所述金屬板（1)包括基板(3)，所述基 板(3)的至少一個(gè)面(5)涂覆有鋅基金屬涂層(7)，所述方法包括至少以下步驟： -提供所述基板(3); -對所述基板(3)進(jìn)行冷乳，在所述冷乳的步驟期間，至少最后的冷乳道次利用工作表 面的粗糙度Ra2.5小于或等于3.6μπι的工作輥來完成； -對經(jīng)冷乳的基板(3)進(jìn)行再結(jié)晶退火； -對經(jīng)退火的基板(3)進(jìn)行光整冷乳； -通過電沉積在所述經(jīng)退火的基板(3)的至少一個(gè)面(5)上沉積所述金屬涂層(7)，以形 成所述金屬板(1); -對所述金屬板（1)進(jìn)行切割；以及 -對經(jīng)切割的金屬板（1)進(jìn)行變形以形成所述部件，在變形步驟之后所述金屬涂層（7) 的外表面(21)的波紋度Wao.s小于或等于0.5μηι。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少所述最后的冷乳道次利用工作表面的粗糙度 Ra2.5小于或等于3·3μπι的工作輥來進(jìn)行。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中至少所述最后的冷乳道次利用工作表面的粗糙度 Ra2.5小于或等于3·2μπι的工作輥來進(jìn)行。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中至少所述最后的冷乳道次利用工作表面的粗糙度 Ra2.5小于或等于0.5μπι的經(jīng)矯直且非蝕刻的工作輥來進(jìn)行。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中至少所述最后的冷乳道次利用工作表面的粗糙度 Ra2.5小于或等于0.4μπι的經(jīng)矯直且非蝕刻的工作輥來進(jìn)行。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其中至少所述最后的冷乳道次利用工作表面 未被蝕刻或被隨機(jī)蝕刻的工作輥來進(jìn)行。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其中所述光整冷乳步驟利用工作表面的粗糙 度Ra2.5為1.65μπι至2.95μπι的EDT工作輥來進(jìn)行。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述光整冷乳步驟利用工作表面的粗糙度Ra2.5為 1 · 65μπι至2 · 30μπι的EDT工作輥來進(jìn)行。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，所述方法包括對變形的部件進(jìn)行涂漆的步 驟。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法，其中在所述變形步驟之后，所述金屬涂層 (7)的外表面(21)的波紋度Wao.s小于或等于0.45μπι。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述變形步驟之后，所述金屬涂層(7)的外表 面(21)的波紋度Wao.s小于或等于0.40μπι。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述變形步驟之后，所述金屬涂層(7)的外表 面(21)的波紋度Wao.s小于或等于0 · 35μηι。13. -種能夠利用根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)所述的方法獲得的部件，其中所述金屬涂 層(7)的外表面(21)的波紋度Wao. 8小于或等于0.50μηι。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的部件，其中所述金屬涂層(7)的外表面(21)的波紋度WaQ.8小 于或等于〇.45μηι。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的部件，其中所述金屬涂層(7)的外表面(21)的波紋度WaQ.8小 于或等于〇.40μηι。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的部件，其中所述金屬涂層(7)的外表面(21)的波紋度WaQ.8小 于或等于〇.35μηι。17. 根據(jù)權(quán)利要求13至16中一項(xiàng)所述的部件，所述部件還包括在所述金屬涂層(7)上的 漆膜。18. -種包括車身的機(jī)動陸地車輛，所述車身包括根據(jù)權(quán)利要求13至17中一項(xiàng)所述的 部件。
【文檔編號】C23C2/02GK105939793SQ201480074605
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年1月30日
【發(fā)明人】埃爾夫·德呂萊
【申請人】安賽樂米塔爾公司