专利名称：用于轴承密封的表面处理薄钢板以及使用所述薄钢板的轴承密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐腐蚀性和耐磨性优异、用于轴承密封的表面处理薄钢板，所述薄钢板通过采用含有水溶性或者水分散性硅酸锂的水溶液处理表面处理的薄钢板制备而成，所述硅酸锂由硅酸或硅酸盐和氢氧化锂形成；而且，本发明还涉及通过使用所述薄钢板制备的轴承密封。
背景技术：
一般而言，长期以来，为了改善耐腐蚀性，已经对镀锡板或者镀锌板采用磷酸盐处理，但是，它们的耐磨性不足。
使用含硅酸盐溶液处理薄钢板的方法包括如JP-B-38-20952所述采用含有硅酸钠的溶液处理镀锌板的方法，但是，其耐腐蚀性不足。另外，JP-B-42-1164中介绍的采用包含氧化铬和硅酸盐作为主要组分的溶液的处理方法，目的是防止发生高温腐蚀，结果，其中的氧化铬含量很高，而且，采用该溶液处理时所制备涂覆膜的结合性能极差。此外，由于该溶液不含硅酸锂，故其常温下的耐腐蚀性很差。
另外，在JP-B-42-14050中介绍的涂覆通过在硅酸溶胶中添加铬酸形成的处理溶液的方法，在例如温度40℃、相对湿度90％的高温高湿气氛中，不能获得足够的耐腐蚀性，趋于发生锈蚀，所制备部分暴露在户外时的耐腐蚀性明显很差。
再有，如JP-B-44-19686所述，当将聚合物添加至硅酸盐中时，有时会降低耐腐蚀性。如JP-B-45-5130所述，当硅酸盐中加入磷酸盐或者铬酸时，尽管会改善耐腐蚀性，但是，却会产生处理溶液稳定性例如处理溶液发生分离的问题。
如上所述，迄今尚未发现一种耐腐蚀性和耐磨性优异、用于轴承密封的表面处理薄钢板，以及使用所述薄钢板的轴承密封。
本发明的目的是提供一种耐腐蚀性和耐磨性优异、用于轴承密封的表面处理薄钢板，以及使用所述薄钢板的轴承密封，以便解决上述缺点。
发明公开根据本发明的用于轴承密封的表面处理薄钢板的特征在于通过涂覆含有5-600g/L水溶性或水分散性硅酸锂的水溶液，在干燥处理之后，形成薄膜厚度中以Si计10-800mg/m2的涂覆膜，所述硅酸锂中硅酸或硅酸盐与氢氧化锂的摩尔比范围为20∶1至1∶1。
另外，根据本发明的轴承密封的特征在于其通过使用上述用于轴承密封的表面处理薄钢板制备而成。
实施本发明的最佳模式本发明适用于涂覆有厚度为0.1-0.6mm的锌镀层、锌合金镀层(比如包括以锌为主要组元的Zn-Ni或Zn-Fe镀层)、Zn-Co-Mo镀层、光亮锌镀层或光亮锌合金镀层的已知表面处理薄钢板。尤其是，优选外观呈金色的光亮Zn-Co-Mo镀层，因其在恒温和恒湿度状态下加速腐蚀实验中外观变化较小。优选Zn镀层量为5-30g/m2。如低于5g/m2，则耐腐蚀性不足。如超过30g/m2，虽然不会带来性能方面的问题，但是会加大成本，变得不经济。
当采用含有硅酸盐和氢氧化锂的处理溶液处理薄钢板时，能够显著改善耐腐蚀性，而且，还会形成耐磨性优异的涂覆膜。
本发明中使用的硅酸锂是水溶性或者水分散性的，而且，硅酸锂的制备过程实际上是分别称取硅酸溶胶或硅酸钠或硅酸钾作为硅酸或硅酸盐，以及氢氧化锂，以提供要求的摩尔比，并且，将上述物质加以混合。
至于上述物质的组成，优选硅酸锂的浓度为5-600g/L。如果浓度低于5g/L，则达不到改善耐腐蚀性或耐磨性的效果，而如果其浓度超过600g/L，则液体稳定性下降，因此不能优选。另外，就硅酸或硅酸盐的混合比例而言，对本处理有效的硅酸(或硅酸盐)与氢氧化锂的摩尔比是20∶1至1∶1。当氢氧化锂的含量低于上述比值时，耐腐蚀性趋于下降，并且，特别是处理后的涂覆膜的固化很慢，需要花费很长的干燥时间，这是不合适的。此外，当所述比值高于上述范围时，耐磨性则变得不足。
关于处理溶液的温度，20-70℃为最佳。如果温度为20℃或更低，则需要花费很长的干燥时间。另一方面，如温度等于70℃或更高，则水的急剧蒸发会带来浓度控制(粘度控制)的问题。至于处理方法，可以使用浸渍之后的多种已知方法，例如挤压辊涂(roll wringing)法、辊涂法以及喷涂法。
此外，尽管可以在通常温度下进行干燥，但是，当形成的涂覆膜较厚时，更优选强制干燥。薄膜厚度通过控制所用溶液中硅酸锂的浓度，或者控制所处理的薄钢板与辊涂中所用辊之间的间隙来确定。
采用根据本发明的方法获得的涂覆膜的量，可以通过采用荧光X射线分析膜厚中硅酸或硅酸盐的主要组元Si来加以控制。
要形成的干燥膜厚度为以Si计的优选范围是10-800mg/m2，这能够同时满足耐腐蚀性和耐磨性要求。小于10mg/m2的膜厚趋于产生裂纹，并且，特别是会损害耐腐蚀性。另一方面，如果超过800mg/m2，则不经济。
根据本发明的处理方法的最佳条件总结如下。
(1)处理溶液的组成(i)由硅酸或硅酸盐和氢氧化锂形成的水溶性或水分散性硅酸锂的浓度为5-600g/L，(ii)硅酸或硅酸盐与氢氧化锂的在(i)中的摩尔比为20∶1至1∶1，(2)处理溶液的温度为20-70℃，(3)形成的干燥膜厚度以Si计为10-800mg/m2。
通过根据本发明的处理方法获得的处理涂覆膜与已知的铬酸处理法相比，不仅耐腐蚀性优异，而且耐磨性也很出色。
采用根据本发明的方法获得的保护涂覆膜的结构尚不清楚，但是，可以认为在金属薄板表面上形成了强烈不溶的含硅酸锂保护性涂覆膜。
实施例具体结合实施例对本发明的效果进行介绍。
(实施例1)对光亮Zn-1％Co-0.1％Mo镀覆薄钢板(薄板厚度0.2mm，镀Zn量5g/m2)采用常规方法进行脱脂处理并加以水洗，然后，将镀覆薄钢板浸渍在含有如下硅酸盐的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸与氢氧化锂的摩尔比为4∶1)100g/L浴液温度50℃干燥之后薄膜厚度(以Si计)800mg/m2(实施例2)采用与实施例1相同方式，在对光亮Zn-1％Co-0.1％Mo镀覆薄钢板(薄板厚度0.2mm，镀Zn量10g/m2)进行脱脂处理之后，将镀覆薄钢板浸渍在含有如下硅酸盐的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸钠与氢氧化锂的摩尔比为5∶1)300g/L浴液温度 70℃薄膜厚度(以Si计) 200mg/m2(实施例3)将光亮锌电镀薄钢板(薄板厚度0.2mm，镀Zn量30g/dm2)浸渍在具有如下条件的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸钾与氢氧化锂的摩尔比为5∶1)100g/L浴液温度 50℃薄膜厚度(以Si计) 10mg/m2
(实施例4)将Zn-11％Ni镀覆薄钢板(薄板厚度0.6mm，镀Zn量20g/m2)浸渍在具有如下条件的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸钠与氢氧化锂的摩尔比为20∶1)5g/L浴液温度 60℃薄膜厚度(以Si计) 500mg/m2(实施例5)将光亮镀锌薄钢板(薄板厚度0.2mm，镀Zn量30g/m2)浸渍在具有如下条件的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸钠与氢氧化锂的摩尔比为1∶1)20g/L浴液温度 60℃薄膜厚度(以Si计) 50mg/m2(实施例6)将光亮Zn-1％Co-0.02％Mo镀覆薄钢板(薄板厚度0.1mm，镀Zn量10g/m2)水洗后浸渍在具有如下条件的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸与氢氧化锂的摩尔比为10∶1)500g/L浴液温度 70℃薄膜厚度(以Si计) 100mg/m2(实施例7)将Zn-20％Fe镀覆薄钢板(薄板厚度0.5mm，镀Zn量10g/m2)浸渍在具有如下条件的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸与氢氧化锂的摩尔比为10∶1)30g/L
浴液温度 50℃薄膜厚度(以Si计) 600mg/m2(实施例8)将光亮镀Zn薄钢板(薄板厚度0.2mm，镀Zn量5g/m2)浸渍在具有如下条件的处理溶液中，实施辊涂并进行干燥。
本发明的处理条件硅酸锂(其中硅酸钠与氢氧化锂的摩尔比为20∶1)5g/L浴液温度 20℃薄膜厚度(以Si计) 300mg/m2(对照例1)采用与实施例8中一样的光亮镀Zn薄钢板(薄板厚度0.2mm，镀Zn量5g/m2)，并且采用已知的电解铬酸处理，使Cr的沉积量达10mg/m2。
在下述实验条件下，对前述制备的试样耐腐蚀性和耐磨性进行评价。表1列出了评价结果。
根据JIS Z 2371，实施24小时的实验，并且，依据等级编号对形成红锈的程度和形成白锈的程度进行了评价。
将重500g的高质量纸放在试样表面上(压力5g/cm2)并且在其上滑动500次，之后，根据试样表面上是否产生缺陷来进行评价。没有缺陷时评价结果标记为“○”，而有缺陷时则标记为“×”。只有当结果为“0”时，才认为没有实际问题。
表1性能评价结果
如表1所示，已发现与采用铬酸的现有后处理方法相比，本发明具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。而且，当将其加工成轴承密封并且进行实际机器实验时，可以使用而不会产生实际问题。
工业应用性与已有的电解铬酸处理方法相比，采用本发明的处理方法涂覆的表面处理薄钢板具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。而且，当将其加工成轴承密封时，也可以使用而不会产生实际问题。
权利要求
1.用于轴承密封的表面处理薄钢板，具有通过涂覆含有5-600g/L水溶性或水分散性硅酸锂的水溶液形成的涂覆膜，在干燥处理之后，薄膜厚度以Si计为10-800mg/m2，所述硅酸锂具有的硅酸或硅酸盐与氢氧化锂的摩尔比范围为20∶1至1∶1。
2.通过使用根据权利要求1的用于轴承密封的表面处理薄钢板制备而成的轴承密封。
全文摘要
一种存在涂覆膜的用于轴承密封的表面处理钢板，所述薄膜通过涂覆含有5－600g/L水溶性或水分散性硅酸锂的水溶液形成，制备所述硅酸锂时硅酸或硅酸盐与氢氧化锂的摩尔比范围为20∶1至1∶1，而且，在干燥处理之后，薄膜厚度中Si的比例占10－800mg/m
文档编号C23C22/60GK1646729SQ0380750
公开日2005年7月27日 申请日期2003年4月2日 优先权日2002年4月5日
发明者驹井正雄, 吉川雅纪, 清水信义 申请人:东洋钢钣株式会社