一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板及其制造方法与流程

1.本发明涉及电镀锌板，具体地指一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板及其制造方法。


背景技术：

2.电镀锌板主要应用于轻工家电和汽车领域，其中包括用于冲压制造3c电器、机箱机柜的电镀锌耐指纹涂层钢产品。根据最新的德国gs及欧盟相关标准要求，为防止光污染，公用设施及政府主导采购的相关3c电器、机箱机柜等裸用外露部位需满足60
°
光泽≤20gu的超低光泽防炫目外观要求。应用于该类用途的电镀锌耐指纹钢板既要求具有一定的冲压性能，又要求具有优异的表面质量和耐指纹涂层性能(耐蚀性、耐指纹性)，同时兼具超低光泽度的防眩目外观。但是普通电镀锌耐指纹材料的外观由于涂层近乎透明，而镀层的60
°
光泽度指标范围约在35-50gu，远远不能满足防眩目外观的要求。同时耐指纹皮膜的低光泽度特征与耐蚀性特征在工艺上为对立关系，需要在保证涂层的良好加工润滑性、耐蚀性等基本应用性能的前提下，取得低光泽度特征与其他应用性能的平衡。
3.现有技术中：
4.1)“一种低光耐指纹金属粉末涂料”，cn106318119a，所描述的为应用于已成型工件的静电喷涂用涂料，与低光耐指纹电镀锌板产品及其制造技术无关。
5.2)“black surface-treated steel sheet”，us5023146，该专利描述的是在电镀锌或电镀锌镍镀层钢板上进行含有铁、钴、镍等阳离子、氧化剂及硫化物的电解阳极氧化处理层得到黑色转化层，采用的是阳极氧化着色处理，所试用的设备、工艺和产品相关技术与本项目的电镀锌耐指纹涂层产品及制造技术无关。
6.3)us4242253，us6017593，us6777027b2，us8458907b1，us9006380b2这5个专利描述的是热固型粉末涂料相关，与本项目的电镀锌耐指纹涂层产品及制造技术无关。
7.因此，需要开发出一种适用于一般冲压，可提供超低光泽防眩目外观的电镀锌耐指纹涂层钢板及其制造方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种适用于一般冲压，可提供超低光泽防眩目外观的电镀锌耐指纹涂层钢板及其制造方法。
9.本发明的技术方案为：一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板，包括钢基层以及由内而外复合于钢基层上的镀锌层和耐指纹皮膜，所述钢基层包括以下按重量百分比计的化学成分：
10.c：0.001～0.005％、si：≤0.01％、mn：0.12～0.20％、p：≤0.020％、s：≤0.020％、als：0.03～0.06％、n：≤0.003％，其余为fe和不可避免的杂质。
11.优选的，所述耐指纹皮膜由耐指纹涂料涂覆于镀锌层后烘干得到，所述耐指纹涂料中含有2～6wt％的改性tio2分散液，所述改性tio2分散液由包括以下步骤的工艺处理得
到：
12.a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液中，乙醇-水溶液由水与乙醇按体积比1:(1.5～2.0)混合形成，机械搅拌3-4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，形成tio2预分散液a；
13.b.将硅烷偶联剂kh560在酸性条件下水解，水解介质为与去离子水按质量比1:(3～4)混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3～4h后形成水解液b；
14.c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3～4h，温度控制在40～50℃，获得改性tio2分散液。
15.进一步的，步骤a中，所述tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为(30～60):100:(1～1.5):(1～1.5)。
16.进一步的，所述tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为(45～55):100:(1.2～1.4):(1.2～1.4)。
17.优选的，所述耐指纹皮膜厚度为800～1200mg/m2。
18.优选的，所述冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板的60
°
光泽≤20gu，所述冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板的屈服强度为140～240mpa，抗拉强度为270～350mpa，延伸率a
80mm
≥36％，96小时盐雾试验白锈腐蚀面积≤5％，动摩擦系数≤0.15。
19.本发明中，耐指纹涂料由耐指纹液与改性tio2分散液混合得到，耐指纹液为含有聚氨酯树脂和丙烯酸树脂的市售产品，改性tio2分散液在耐指纹涂料质量百分含量为2～6％。
20.本发明还提供一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，包括如下步骤：
21.s1、钢基层的制备：按照权利要求1所述钢基层的化学成分及重量百分比的要求，将原料首先经铁水脱硫、转炉冶炼后将钢水连续铸造成钢坯，钢坯经热轧轧制成钢带，然后采用酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗和随后的冷轧，再经连续退火、平整后得到钢基层；
22.s2、电镀锌层的制备：采用立式槽重力电镀工艺，使得钢基层依次经过多个电镀槽重复进行电镀、锌层微溶解，直至得到锌层晶粒细小的电镀锌层；
23.s3、耐指纹皮膜的制备：采用辊涂法将含有2～6wt％改性tio2分散液的耐指纹涂料均匀涂覆带钢表面，烘干后得到耐指纹皮膜，其中改性tio2分散液的制备步骤包括：
24.a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液中，乙醇-水溶液由水与乙醇按体积比1:(1.5～2.0)混合形成，机械搅拌3～4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，形成tio2预分散液a；
25.b.将硅烷偶联剂kh560与去离子水按质量比1:(3～4)混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3～4h后形成水解液b；
26.c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3～4h，温度控制在40～50℃，获得改性tio2分散液。
27.优选的，步骤a中，所述tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为(30～60):100:(1～1.5):(1～1.5)。
28.进一步的，所述tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为(45～55):100:(1.2～1.4):(1.2～1.4)。
29.优选的，所述步骤s1中，热轧终轧温度控制在880～920℃，卷取温度控制在680～720℃；冷轧控制5道次，控制压下率在75～85％；连续退火控制均热温度为780～820℃，快冷终点温度为400～440℃，控制退火带钢走带速度稳定在120～160m/min范围内的固定值；平整工序中平整辊的粗糙度ra控制在2.2～2.8μm之间，辊面rpc≥90，延伸率控制在0.9％～1.2％。以保证获得较高的辊面复印系数和高粗糙度高pc值的电镀基板表面形貌，同时保证屈服平台的充分消除以保障后续产品的冲压性能。
30.优选的，所述步骤s2中，连续退火、平整后的带钢经过碱洗、刷洗、电解脱脂、漂洗等工序清洗后再进入立式电镀锌槽。
31.优选的，所述步骤s2中，镀液成分包括硫酸锌和硫酸，硫酸锌浓度为80～110g/l，镀液的ph值控制在1.2～1.8，镀液的温度在50～58℃，带钢通过电镀槽速度80～120m/min。
32.优选的，所述步骤s2中，镀液中杂质离子要严格控制:fe
2+
≤3000ppm，fe
3+
≤1000ppm，pb
2+
＜1.4ppm，cu
2+
＜5ppm。
33.优选的，所述步骤s3中，耐指纹涂料辊涂后采用近红外nir烘干，板温达到80～100℃，烘干后得到800～1200mg/m2厚度的耐指纹皮膜。
34.本发明熔炼成分的选择说明如下：
35.本发明的的c含量选择在0.02～0.04％：钢种的强化元素，屈服点和抗拉强度提升，但塑性和深冲性能降低，采用低碳设计，提供钢板的深冲性能。
36.本发明的si含量选择在≤0.01％：钢中的一种强化元素，在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，硅能显著提升钢的屈服点和抗拉强度。
37.本发明的mn含量选择在0.12～0.20％：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，但锰含量过高，会减弱钢的耐蚀能力，恶化其深冲加工性能和焊接性能。
38.本发明的p含量选择在≤0.020％：磷是该产品炼钢过程中的有害元素，劣化钢的焊接性能，恶化其冷脆性能和冷弯性能。
39.本发明的s含量选择在≤0.020％：硫是该产品炼钢过程中的有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在热轧时造成裂纹，硫对其焊接性能和耐腐蚀性能也有不利影响。
40.本发明的als含量选择在0.03～0.06％：铝是钢种常用的脱氧剂，钢种加入少量的铝可细化晶粒，抑制n在铁素体中的固溶，提高钢的韧性。
41.本发明的n含量选择在≤0.003％：氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，氮会导致其时效敏感性。
42.本发明中改性tio2分散液的消光原理为：经改性的tio2微粒与耐指纹液中的聚氨酯树脂和丙烯酸树脂有良好的相容性，在固化过程中参与成膜反应形成稳定的互穿网络结构，该微粒的粒径与膜厚的匹配性在制品表面显著增加其粗糙度结构，降低镀层表面晶粒对光线的反射能力，达到降低光泽度的消光效果。
43.本发明改性tio2分散液中使用的tio2微粒的粒径控制在0.5-1.5μm之间，如粒径过小，由可见光波长范围和微粒作用机制的原因，起不到有效的消光(降低光泽度)作用；如粒径过大，则会破坏耐指纹涂层成膜后的连续性和致密性，从而造成耐指纹皮膜耐蚀性能和加工性能的严重劣化，导致耐指纹涂层失效。改性的目的是使得消光微粒更好的与电镀锌基板和耐指纹涂料在成膜时形成互穿立体网状结构，从而形成完整连续的膜厚为1-2μm的
有机-无机复合皮膜，保证其耐腐蚀性、加工性能的同时满足低光泽度外观的要求。
44.本发明中控制耐指纹涂料中改性消光微粉的质量百分含量为2-6wt％，理由为：添加的量过低，降低光泽度的作用不明显，目标是降低光泽度到20gu以下，添加的量过高，则对耐指纹涂层的耐腐蚀性、加工性能有不利影响。
45.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
46.1.本发明通过“基板形貌控制+表面低光涂层开发”相配合的技术路线，实现产品表面60
°
光泽≤20的目标，同时兼顾产品的耐蚀性及加工润滑性能。“基板形貌控制”即：在平整工序中通过控制平整辊的粗糙度ra、辊面rpc以及延伸率，以保证获得较高的辊面复印系数和高粗高pc的表面形貌；“表面低光涂层开发”即：在耐指纹涂料中加入改性消光tio2微粉。
47.2.制得的成品冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板在3c家电制造厂家中得到良好应用，实物性能(平行于轧制方向)：屈服强度：140～240mpa，抗拉强度：270～350mpa，延伸率a80mm≥36％，耐指纹电镀锌板96小时盐雾试验白锈腐蚀面积≤5％，动摩擦系数≤0.15。应用本产品的3c外置件可满足德国gs及欧盟相关环境法规要求的超低光泽度防眩目外观要求，同时兼具通用型耐指纹的加工润滑性能、耐蚀性能等终端应用性能。
附图说明
48.图1为本发明低光泽度电镀锌耐指纹钢板(卷)外观
49.图2为本发明低光泽电镀锌耐指纹板表面sem图
50.图3为普通电镀锌耐指纹板表面sem图
具体实施方式
51.下面具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
52.以下实施例中，
53.钢基层成分均满足：c：0.02～0.04％、si：≤0.01％、mn：0.12～0.20％、p：≤0.020％、s：≤0.020％、als：0.03～0.06％、n：≤0.003％，其余为fe和不可避免的杂质。
54.生产工艺流程均为：经冶炼并浇铸成板坯，然后进行热连轧
→
冷连轧
→
连续退火
→
平整
→
电镀锌
→
耐指纹处理工艺。
55.s1钢基层的制备：
56.按照钢基层的化学成分及重量百分比的要求，将原料首先经铁水脱硫、转炉冶炼后将钢水连续铸造成钢坯，钢坯经热轧轧制成钢带，终轧温度880～920℃，酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗，随后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制在75～85％范围内。然后经过均热温度为780～820℃的连续退火，快冷终点温度为400～440℃，控制退火带钢走带速度稳定在120～160m/min的某一固定值，促进γ取向织构晶粒初始形核及长大，从而获得良好的冲压性能，生产过程中要求温度保持稳定。连续退火后的带钢经过平整工序，平整辊的粗糙度ra控制在2.2～2.8μm之间，辊面rpc≥90，延伸率控制在0.9％～1.2％，以保证获得较高的辊面复印系数和高粗高pc的表面形貌，同时保证屈服平台的充分消除以保障后续的冲
压性能。
57.s2、电镀锌层的制备：
58.带钢经过碱洗、刷洗、电解脱脂、漂洗等工序清洗后进入立式电镀锌槽，采用重力法电镀工艺，电镀锌镀液的主要成分为硫酸锌和硫酸，主盐提供镀液中的锌离子。硫酸锌浓度会影响采用的电流密度和沉积速度，硫酸锌浓度控制在80～110g/l。酸性环境下可确保镀液中锌离子的补充，ph过高容易形成zn(oh)2沉淀，ph过低则有析氢的可能，使电流效率大大降低，镀液的ph值控制在1.2～1.8。镀液的温度在50～58℃，镀液温度过低中会有结晶析出。带钢的速度要与镀槽的长度、槽液配方和采用的电流密度相适应，通过电镀槽速度80～120m/min。电镀经过16个电镀槽后完成，1#、3#、5#......15#、16#镀槽进行电镀，2#、4#、6#......14#镀槽断开与整流器的连接，用自身带酸性镀液对锌层进行微溶解，去除浅层粗大的锌层晶粒，以产生细小致密的锌层晶粒。表面锌层晶粒细小，具有较低的反射光线的能力，同时细小致密的晶粒具有更好的抗冲压摩擦磨损性能。
59.s3、耐指纹皮膜的制备：
60.电镀锌后带钢进入耐指纹后处理工序，耐指纹涂层中添加少量的水性环氧功能化的消光微粉(tio2微粒)成分，其粒径范围为500nm～1.5μm。采用辊涂法将耐指纹涂料均匀涂覆带钢表面，然后经过近红外nir炉烘干固化皮膜，烘干板温为80～100℃，得到800～1200mg/m2厚度的耐指纹皮膜，可以为电镀锌带钢提供良好的耐蚀性和润滑性，同时高粗糙度表面和细小晶粒组织协同消光处理的耐指纹涂层可提供满足德国gs标准要求裸用外置件60
°
光泽≤20gu的超低光泽度防炫目外观。
61.实施例1
62.本实施例采用的钢基层成分为：c：0.025％、si：0.003％、mn：0.12％、p：0.015％、s：0.016％、als：0.04％、n：0.002％，其余为fe和不可避免的杂质。
63.本实施例提供的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，包括如下步骤：
64.s1钢基层的制备：
65.按照钢基层的化学成分及重量百分比的要求，将原料首先经铁水脱硫、转炉冶炼后将钢水连续铸造成钢坯，钢坯经热轧轧制成钢带，终轧温度900℃，卷取温度700℃。酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗，随后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制在82％。然后经过均热温度为795℃的连续退火，快冷终点温度为425℃，控制退火带钢走带速度稳定在140m/min，促进γ取向织构晶粒初始形核及长大，从而获得良好的冲压性能，生产过程中要求温度保持稳定。连续退火后的带钢经过平整工序，平整辊的粗糙度ra控制在2.2～2.8μm之间，辊面rpc≥90，延伸率控制在0.9％，以保证获得较高的辊面复印系数和高粗高pc的表面形貌，同时保证屈服平台的充分消除以保障后续的冲压性能。
66.s2、电镀锌层的制备：
67.带钢经过碱洗、刷洗、电解脱脂、漂洗等工序清洗后进入立式电镀锌槽，采用重力法电镀工艺，电镀锌镀液的主要成分为硫酸锌和硫酸，主盐提供镀液中的锌离子。硫酸锌浓度会影响采用的电流密度和沉积速度，硫酸锌浓度控制在95g/l。酸性环境下可确保镀液中锌离子的补充，ph过高容易形成zn(oh)2沉淀，ph过低则有析氢的可能，使电流效率大大降低，镀液的ph值控制在1.5。镀液的温度在53℃，镀液温度过低中会有结晶析出。带钢的速度
要与镀槽的长度、槽液配方和采用的电流密度相适应，通过电镀槽速度115m/min。电镀经过16个电镀槽后完成，1#、3#、5#......15#、16#镀槽进行电镀，2#、4#、6#......14#镀槽断开与整流器的连接，用自身带酸性镀液对锌层进行微溶解，去除浅层粗大的锌层晶粒，以产生细小致密的锌层晶粒。表面锌层晶粒细小，具有较低的反射光线的能力，同时细小致密的晶粒具有更好的抗冲压摩擦磨损性能。
68.s3、耐指纹皮膜的制备：
69.电镀锌后带钢进入耐指纹后处理工序，采用辊涂法将含有3wt％改性tio2分散液的耐指纹涂料均匀涂覆带钢表面，然后经过近红外nir炉烘干固化皮膜，烘干板温为85℃，得到980mg/m2厚度的耐指纹皮膜。
70.其中改性tio2分散液的制备步骤包括：
71.a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液(乙醇与水按体积比1：1.5混合)中，机械搅拌3～4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，其中tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为45:100:1.2:1.2，形成tio2预分散液a；
72.b.将硅烷偶联剂kh560与去离子水按质量比1:3混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3～4h后形成水解液b；
73.c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3～4h，温度控制在45℃，获得改性tio2分散液。
74.实施例2
75.本实施例采用的钢基层成分为：c：0.032％、si：0.004％、mn：0.16％、p：0.016％、s：0.015％、als：0.05％、n：0.003％，其余为fe和不可避免的杂质。
76.本实施例提供的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，包括如下步骤：
77.s1钢基层的制备：
78.按照钢基层的化学成分及重量百分比的要求，将原料首先经铁水脱硫、转炉冶炼后将钢水连续铸造成钢坯，钢坯经热轧轧制成钢带，终轧温度920℃，卷取温度695℃。酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗，随后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制在80％。然后经过均热温度为800℃的连续退火，快冷终点温度为430℃，控制退火带钢走带速度稳定在160m/min，促进γ取向织构晶粒初始形核及长大，从而获得良好的冲压性能，生产过程中要求温度保持稳定。连续退火后的带钢经过平整工序，平整辊的粗糙度ra控制在2.2～2.8μm之间，辊面rpc≥90，延伸率控制在1.0％，以保证获得较高的辊面复印系数和高粗高pc的表面形貌，同时保证屈服平台的充分消除以保障后续的冲压性能。
79.s2、电镀锌层的制备：
80.带钢经过碱洗、刷洗、电解脱脂、漂洗等工序清洗后进入立式电镀锌槽，采用重力法电镀工艺，电镀锌镀液的主要成分为硫酸锌和硫酸，主盐提供镀液中的锌离子。硫酸锌浓度会影响采用的电流密度和沉积速度，硫酸锌浓度控制在100g/l。酸性环境下可确保镀液中锌离子的补充，ph过高容易形成zn(oh)2沉淀，ph过低则有析氢的可能，使电流效率大大降低，镀液的ph值控制在1.6。镀液的温度在54℃，镀液温度过低中会有结晶析出。带钢的速度要与镀槽的长度、槽液配方和采用的电流密度相适应，通过电镀槽速度120m/min。电镀经过16个电镀槽后完成，1#、3#、5#......15#、16#镀槽进行电镀，2#、4#、6#......14#镀槽断
开与整流器的连接，用自身带酸性镀液对锌层进行微溶解，去除浅层粗大的锌层晶粒，以产生细小致密的锌层晶粒。表面锌层晶粒细小，具有较低的反射光线的能力，同时细小致密的晶粒具有更好的抗冲压摩擦磨损性能。
81.s3、耐指纹皮膜的制备：
82.电镀锌后带钢进入耐指纹后处理工序，采用辊涂法将含有4wt％改性tio2分散液的耐指纹涂料均匀涂覆带钢表面，然后经过近红外nir炉烘干固化皮膜，烘干板温为90℃，得到1100mg/m2厚度的耐指纹皮膜。
83.其中改性tio2分散液的制备步骤包括：
84.a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液(乙醇与水按体积比1：1.6混合)中，机械搅拌3～4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，其中tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为50:100:1.3:1.3，形成tio2预分散液a；
85.b.将硅烷偶联剂kh560与去离子水按质量比1:3.5混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3～4h后形成水解液b；
86.c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3～4h，温度控制在48℃，获得改性tio2分散液。
87.实施例3
88.本实施例采用的钢基层成分为：c：0.038％、si：0.005％、mn：0.15％、p：0.012％、s：0.012％、als：0.04％、n：0.001％，其余为fe和不可避免的杂质。
89.本实施例提供的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，包括如下步骤：
90.s1钢基层的制备：
91.按照钢基层的化学成分及重量百分比的要求，将原料首先经铁水脱硫、转炉冶炼后将钢水连续铸造成钢坯，钢坯经热轧轧制成钢带，终轧温度905℃，卷取温度715℃。酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗，随后进行5道次的冷轧，冷轧压下率控制在78％。然后经过均热温度为790℃的连续退火，快冷终点温度为420℃，控制退火带钢走带速度稳定在150m/min，促进γ取向织构晶粒初始形核及长大，从而获得良好的冲压性能，生产过程中要求温度保持稳定。连续退火后的带钢经过平整工序，平整辊的粗糙度ra控制在2.2～2.8μm之间，辊面rpc≥90，延伸率控制在1.0％，以保证获得较高的辊面复印系数和高粗高pc的表面形貌，同时保证屈服平台的充分消除以保障后续的冲压性能。
92.s2、电镀锌层的制备：
93.带钢经过碱洗、刷洗、电解脱脂、漂洗等工序清洗后进入立式电镀锌槽，采用重力法电镀工艺，电镀锌镀液的主要成分为硫酸锌和硫酸，主盐提供镀液中的锌离子。硫酸锌浓度会影响采用的电流密度和沉积速度，硫酸锌浓度控制在105g/l。酸性环境下可确保镀液中锌离子的补充，ph过高容易形成zn(oh)2沉淀，ph过低则有析氢的可能，使电流效率大大降低，镀液的ph值控制在1.5。镀液的温度在55℃，镀液温度过低中会有结晶析出。带钢的速度要与镀槽的长度、槽液配方和采用的电流密度相适应，通过电镀槽速度120m/min。电镀经过16个电镀槽后完成，1#、3#、5#......15#、16#镀槽进行电镀，2#、4#、6#......14#镀槽断开与整流器的连接，用自身带酸性镀液对锌层进行微溶解，去除浅层粗大的锌层晶粒，以产生细小致密的锌层晶粒。表面锌层晶粒细小，具有较低的反射光线的能力，同时细小致密的
晶粒具有更好的抗冲压摩擦磨损性能。
94.s3、耐指纹皮膜的制备：
95.电镀锌后带钢进入耐指纹后处理工序，采用辊涂法将含有4.5wt％改性tio2分散液的耐指纹涂料均匀涂覆带钢表面，然后经过近红外nir炉烘干固化皮膜，烘干板温为95℃，得到1150mg/m2厚度的耐指纹皮膜。
96.其中改性tio2分散液的制备步骤包括：
97.a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液(乙醇与水按体积比1:1.6混合)中，机械搅拌3～4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，其中tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为55:100:1.4:1.4，形成tio2预分散液a；
98.b.将硅烷偶联剂kh560与去离子水按质量比1:4混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3-4h后形成水解液b；
99.c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3-4h，温度控制在48℃，获得改性tio2分散液。
100.性能测试
101.采用市售普通电镀锌耐指纹板作为对比例，将以上实施例制备所得耐指纹涂层钢板与对比例进行力学性能检测、动摩擦系数检测(检测标准为jis k7125)96小时中性盐雾试验(检测标准为gb/t10125)以及德国gs标准要求裸用外置件60
°
光泽检测。结果如下表1所示。
102.表1本发明产品与常规工艺产品的性能对比
[0103][0104]
从表1可以看出，相对于普通电镀锌耐指纹板，本发明耐指纹涂层钢板的力学性能数据屈服点低，延伸率高，说明具有可进行深冲成形的优良性能；60
°
光泽数据低于20gu，满足德国gs标准要求的防眩目外观要求，说明具有低光泽，防眩目的优良性能；动摩擦系数数据低于0.12，说明具有加工自润滑性的优良性能；96小时中性盐雾试验性能数据腐蚀面积小于5％，说明具有耐腐蚀的优良性能。
[0105]
本发明耐指纹涂层钢板外观如图1所示，耐指纹涂层钢板与普通电镀锌耐指纹板的sem图如图2-3所示，从图2-3可以看出改性的tio2微粒无团聚现象，在涂层中分布均匀，与耐指纹皮膜的相容性及分散性优良。

技术特征：
1.一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板，包括钢基层以及由内而外复合于钢基层上的镀锌层和耐指纹皮膜，其特征在于，所述钢基层包括以下按重量百分比计的化学成分：c：0.02～0.04％、si：≤0.01％、mn：0.12～0.20％、p：≤0.020％、s：≤0.020％、als：0.03～0.06％、n：≤0.003％，其余为fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板，其特征在于，所述耐指纹皮膜由耐指纹涂料涂覆于镀锌层后烘干得到，所述耐指纹涂料中含有2～6wt％的改性tio2分散液，所述改性tio2分散液由包括以下步骤的工艺处理得到：a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液中，乙醇-水溶液由水与乙醇按体积比1:(1.5～2.0)混合形成，机械搅拌3～4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，形成tio2预分散液a；b.将硅烷偶联剂kh560与去离子水按质量比1:(3～4)混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3～4h后形成水解液b；c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3～4h，温度控制在40～50℃，获得改性tio2分散液。3.如权利要求2所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板，其特征在于，步骤a中，所述tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为(30～60):100:(1～1.5):(1～1.5)。4.如权利要求1所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板，其特征在于，所述耐指纹皮膜厚度为800～1200mg/m2。5.如权利要求1所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板，其特征在于，所述冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板的60
°
光泽≤20gu，所述冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板的屈服强度为140～240mpa，抗拉强度为270～350mpa，延伸率a
80mm
≥36％，96小时盐雾试验白锈腐蚀面积≤5％，动摩擦系数≤0.15。6.一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、钢基层的制备：按照权利要求1所述钢基层的化学成分及重量百分比的要求，将原料首先经铁水脱硫、转炉冶炼后将钢水连续铸造成钢坯，钢坯经热轧轧制成钢带，然后采用酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗和随后的冷轧，再经连续退火、平整后得到钢基层；s2、电镀锌层的制备：采用立式槽重力电镀工艺，使得钢基层依次经过多个电镀槽重复进行电镀、锌层微溶解，直至得到锌层晶粒细小的电镀锌层；s3、耐指纹皮膜的制备：对电镀完成后的钢基层正反两面，采用辊涂法将含有2～6wt％改性tio2分散液的耐指纹涂料均匀涂覆带钢表面，烘干后得到耐指纹皮膜，其中改性tio2分散液的制备步骤包括：a.将粒径0.5～1.5μm的tio2微粒溶解于乙醇-水溶液中，乙醇-水溶液由水与乙醇按体积比1.0:(1.5～2.0)混合形成，机械搅拌3～4h后，加入op-10表面活性剂和焦磷酸钠改善其分散性，形成tio2预分散液a；b.将硅烷偶联剂kh560与去离子水按质量比1:(3～4)混合，用草酸调节ph值到3～4，机械搅拌3～4h后形成水解液b；
c.将tio2预分散液a与水解液b按体积比1:1充分混合，在超声震荡条件下处理3～4h，温度控制在40～50℃，获得改性tio2分散液。7.如权利要求6所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，其特征在于，步骤a中，所述tio2微粒、乙醇-水溶液、op-10、焦磷酸钠质量比为(30～60):100:(1～1.5):(1～1.5)。8.如权利要求6所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，其特征在于，所述步骤s1中，热轧终轧温度控制在880～920℃，卷取温度控制在680～720℃；冷轧控制5道次，控制压下率在75～85％；连续退火控制均热温度为780～820℃，快冷终点温度为400～440℃，控制退火带钢走带速度稳定在120～160m/min范围内的一固定值；平整工序中平整辊的粗糙度ra控制在2.2～2.8μm之间，辊面rpc≥90，延伸率控制在0.9％～1.2％。9.如权利要求6所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，其特征在于，所述步骤s2中，镀液成分包括硫酸锌和硫酸，硫酸锌浓度为80～110g/l，镀液的ph值控制在1.2～1.8，镀液的温度在50～58℃，带钢通过电镀槽速度80～120m/min。10.如权利要求6所述的冲压用超低光泽电镀锌耐指纹涂层钢板的制造方法，其特征在于，所述步骤s3中，耐指纹涂料辊涂后采用近红外nir烘干，板温达到80～100℃，烘干后得到800～1200mg/m2厚度的耐指纹皮膜。

技术总结
本发明公开了一种冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板及其制造方法，冲压用超低光泽电镀锌耐指纹钢板包括钢基层以及由内而外复合于钢基层上的镀锌层和耐指纹皮膜，所述钢基层包括以下按重量百分比计的化学成分：C：0.02～0.04％、Si：≤0.01％、Mn：0.12～0.20％、P：≤0.020％、S：≤0.020％、Als：0.03～0.06％、N：≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的电镀锌产品，具有超低光泽度的防眩目外观，涂层性能兼具通用型耐指纹产品的加工润滑性、耐蚀性能和耐指纹性能，适用于满足德国GS标准及欧盟相关环境法规要求的3C电器的冲压制造。欧盟相关环境法规要求的3C电器的冲压制造。欧盟相关环境法规要求的3C电器的冲压制造。


技术研发人员：蔡捷 冯冠文 黄道兵 田伟 王安辉 江鹤群 陈丽娟
受保护的技术使用者：武汉钢铁有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/22