耐腐蝕層壓鋼板的製作方法

2023-06-18 02:56:41

專利名稱：耐腐蝕層壓鋼板的製作方法
技術領域：
本發明涉及層壓鋼板製品，所述層壓鋼板製品由將粘彈性聚合物芯材料夾在中間 的外層薄鋼皮板形成。更具體而言，本發明涉及用於該鋼板的鋅-鋁合金和鋅-鋁-鎂合 金塗層，以耐腐蝕，特別是在含溼氣環境中的腐蝕。
背景技術：
層壓鋼板坯體已經被用在機動車中。外層鋼皮板可以具有，例如，約0. 5毫米至2 毫米的厚度，並且賦予該層壓板結構整體性。粘彈性聚合物芯層的厚度通常為約20至50 微米以在層壓板中提供隔音或其他有用性能。例如，這些層壓板被成型為車體板，該車體板 減少在乘客車廂中產生噪音的車輛震動。具有更厚的芯層的層壓板可以用在其他應用中。鋼板組成不選擇是依據它們在製備車體時的強度和可成形性，以及焊接或其他連 接實踐。因為層壓板經常暴露於水和溼氣氣氛中，所以必須對鋼板進行防護以免於腐蝕。目 前市售層壓鋼板產品的外層必須用鍍鋅層、磷酸鋅層、電鍍層和另外的聚合物塗層中的一 種或多種進行防護以避免腐蝕。一些目前的層壓鋼板由電鍍鋅或熱浸鍍鋅的薄鋼板( 0. 5mm)(其與更薄的隔音 粘彈性芯層壓在一起)組成。鍍鋅導致在該鋼板的暴露外表面上以及兩個內表面上帶有約 60g/m2(約8.4微米厚)的鋅的材料。例如層壓成型、點焊、穿孔、安裝凸緣、剪切和其他的 製造操作可能造成外層鋼板層與聚合物材料的局部分層。這種分層提供了溼氣進入層壓板 內表面之間的開口。儘管在層壓板的內表面上施用了高濃度的鋅，但是水仍然會通過腐蝕 層壓板產生不適當的孔眼，因為鋅層反應活性很高而且由於沒有另外的阻擋層(例如施用 在該鋼板外面的那些)，當暴露於溼氣下時會被快速地消耗掉。為了滿足車輛消費者的需要 和獲得更長的材料壽命，層壓板必須具有顯著提高的耐腐蝕性。仍然需要用於層壓鋼板的耐腐蝕性塗層，以順應成型、連接、塗覆和其他車體製備 操作並提供長時期的耐腐蝕防護。

發明內容
根據本發明的實施方案，將基本上純的鋅塗層與鋅_鋁合金或鋅-鋁-鎂合金塗 層的組合施用到用在鋼層壓板坯體中的薄鋼板的表面上。在一個實施方案中，所述層壓鋼 板可以包括相對表面用聚合物芯層結合的兩個鋼皮板。這些鋅和鋅合金塗層的組合用於提 高與聚合物芯層相接觸的所述鋼板的耐腐蝕性。這些塗層被設置為有利於將所述層壓板成 型為車體板等，並且允許它們用在焊接、塗覆等其他車體製造操作中。基本上純的鋅(99% Zn)塗層已經通過熱浸鍍(在約460°C )和低溫電解工藝施 用在鋼鐵製品上以提供鍍鋅零件。當用熱浸鍍法施用鋅時，有時會在鍍鋅表面上形成不希 望的脆性鐵-鋅複合物。因此，有時將少量的鋁添加劑(例如，佔鋅合金的0.1至0.2重 量％)加入到熔融鋅中以阻止該脆性複合物的形成。該薄鋅塗層(通常約8微米厚)作為 阻擋層並作為犧牲陽極以抵抗腐蝕。在本發明的實踐中，有時將含有約2至約10重量％鋁的鋅-鋁合金塗層與基本上純的鍍鋅塗層結合使用。這些鋅_鋁合金也可以包含約1至4 重量％ (通常約3%)的鎂。在本發明的優選實施方案中，在層壓板的組裝中，在將聚合物芯層材料塗覆在一 個或兩個鋼板上之前，可以將鋅_鋁或鋅-鋁-鎂合金作為共延塗層施用在鋼板的一面或 兩面上。除非另有指出，在本說明書中，鋅_鋁合金塗層意圖包括鋅-鋁_鎂合金塗層。在 層壓板組裝之前或之後，基本上純的鋅層可以被施用在該鋅-鋁層上或其他未施用的鋼板 表面上。在各種實施方案中，該基本上純的鋅塗層的厚度可以為約1微米至約20微米。在 一個實施方案中，該基本上純的鋅塗層的厚度可以為約4微米至約15微米。除非另有指 出，在本說明書中，基本上純的鋅指的是至少99重量％的鋅，最高至並包括完全純(100重 量％ )的鋅。在本發明的一個實施方案中，將鋅-鋁合金塗層施用在每個鋼板的兩面上，並將 基本上純的鋅塗層施用在該鋅-鋁塗層上。所組裝的層壓板由此在該層壓板的兩個外鋼板 表面和面對聚合物芯層材料的兩個內鋼板表面上都具有兩個截然不同的塗層。在該實施例 中，鋅-鋁塗層提供大多數的耐腐蝕性且為約4 12微米厚，而外面的基本上純的鋅塗層 將會更薄約1微米厚。位於該層壓板外部的基本上純的鋅外層將提供改進的塗覆性能。在本發明的第二種實施方案中，將鋅-鋁合金塗層施用在每個鋼板的兩面上，但 是僅僅在該層壓板外鋼板表面上的鋅-鋁塗層上施用基本上純的鋅塗層。同樣，鋅-鋁塗 層提供大多數的耐腐蝕性且為約4 12微米厚，而在層壓板外面上的基本上純的鋅將提供 改進的塗覆性能並且將會更薄約1微米厚。在本發明的第三種實施方案中，將鋅-鋁合金施用在每個計劃的內鋼板表面上， 並且相對較厚的基本上純的鋅施用在鋼層壓板的外表面上。在內表面上的鋅-鋁塗層提供 對該表面的防護並為約4 12微米厚，而在層壓板外面上的相對較厚的純的鋅塗層將同時 提供耐腐蝕性和改進的塗覆性能，並且為約4 12微米厚。在本發明的第四種實施方案中，將鋅-鋁合金耐腐蝕塗層(例如，約8微米厚)施 用在每個計劃的內鋼板表面並施用在鋼層壓板的計劃的外鋼板表面上。在該實施方案中不 使用基本上純的鋅塗層。在上述實施例中的每一個中，所述鋅-鋁合金可以包含約2 6 重量％ (甚至高至10重量％)的鋁，任選約1 4重量％的鎂，而其餘基本上都是鋅。可針對層壓板的鋼板表面，特別是針對層壓板零件的預期腐蝕環境和該零件進行 的成型、焊接、塗覆等的各種製造操作，選擇基本上純的鋅和/或鋅-鋁合金塗層的優選用 法(例如，在鋼板表面的位置和厚度)。基本上純的鋅外層優選用於順應，例如塗覆的需要。 但是，鋅-鋁合金用於提高耐腐蝕性，特別是耐由溼氣推動的腐蝕。在施用在鋼板表面上的鋅-鋁合金塗層和基本上純的鋅塗層上可以提供另外的 塗層。例如，可以將磷酸鋅層、電鍍層和聚合物塗層施用在該預塗覆的鋼板表面上，特別是 外鋼板表面上。從下文中的優選實施方案的詳細描述和在下面描述的附圖中將會理解本發明的 其他目的和優點。


圖1為層壓鋼板前擋泥板(front-of-dash)車體板的斜視圖。這是可以由層壓鋼
5板材料形成的車體部件的一個例證。雖然在圖1中不可見，但是層壓鋼板包括兩個鋼皮板， 其相對表面用粘彈性聚合物芯層結合在一起。芯層包含導電性顆粒。該車體板邊緣的隨後 附示了該鋼板內外表面的耐腐蝕塗層策略。圖2是圖1的層壓鋼板車體板的邊緣(圖1中的位置2)的部分的示意性放大視 圖，圖示了本發明的第一種防腐實施方案。在圖2中，鋼板的內外表面都塗覆了鋅-鋁合金 層和基本上純鋅的上覆(overlying)薄層。圖3是圖1的層壓鋼板車體板的邊緣(圖1中的位置2)的部分的示意性放大視 圖，圖示了本發明的第二種防腐實施方案。在圖3中，鋼板的內外表面都塗覆了鋅-鋁合金 層。鋼板的外表面具有基本上純鋅的上覆(overlying)薄層。圖4是圖1的層壓鋼板車體板的邊緣(圖1中的位置2)的部分的示意性放大視 圖，圖示了本發明的第三種防腐實施方案。在圖4中，鋼板的內表面塗覆了鋅-鋁合金層， 而該鋼板的外表面塗覆了相對較厚的基本上純鋅的鍍層。
具體實施例方式各種實施方案包括新型層壓鋼板產品，例如車體板，其顯示出改進的耐腐蝕性，同 時保持了隔音、板材可成形性、可點焊性和塗覆性能。通過配置施用於鋼皮板材上的保護層 實現了聚合物芯層壓鋼板的耐腐蝕性。各種實施方案使用了某些鋅_鋁合金和鋅-鋁-鎂合金，這些鋅_鋁合金和 鋅-鋁_鎂合金設計用於給鋼層壓板提供改進的耐腐蝕性，同時保持這些層壓板的有用性 能，以使層壓板坯體成形為複雜形狀的車體板、使其他金屬車體零件能夠焊接或連接至所 成形的車體板、以及使這種組件可以塗覆，包括使用工業標準陰極電沉積底漆系統。對於這 種組合的要求可採用如下的鋅-鋁合金，其主要包含約2至約10重量％的鋁，任選高至約 4重量％的鎂，且餘量基本上為鋅(除了不可避免的雜質以外)。已經研究了並清楚地理解了 Zn-Al合金塗層的耐腐蝕機理。在塗層表面上，首先 形成一層臨時性的氧化鋁鈍化保護膜，然後鋅從該塗層擴散通過氧化鋁層形成腐蝕產物 層，該腐蝕產物層在該氧化鋁的頂部作為另一層腐蝕阻擋層。鋅通過氧化鋁層的擴散相當 慢。因此，Zn-Al合金塗層的腐蝕相當慢。加入到這些鍍層中的高至4%的鎂添加物已知用 於進一步精化腐蝕產物，這能夠增加腐蝕防護。如上所提出的，Zn-Al合金塗層的微結構也有助於其耐腐蝕性能。在Zn-Al塗層中 存在顯著量的β相(鋁含量高)，其耐腐蝕性高於基體n相(鋅含量高)。在腐蝕滲透入 塗層後，β相也作為腐蝕阻擋層。鋅-鋁-鎂合金塗層具有不同的微結構，包括Al含量高 的初晶相和Al含量高的相/Zn含量高的相/Zn2Mg金屬間三元共晶結構的基體。預期晶粒 間的區域可能為腐蝕途徑。在該途徑中的Mg首先被腐蝕，且其腐蝕產物阻斷了沿該途徑的 腐蝕滲透。因此，預期隨著鋁含量在2%< Alwt%< 10%範圍內的增加，耐腐蝕性將增加。 β相將隨著鋁含量逐漸從 0.3襯％增加至 10wt%。相應地，該相的阻擋效果將變得更 加明顯。在該範圍內，當使用鋁添加物時，應當不存在對腐蝕性能有害的鍍層微結構變化。 對於更高濃度的鋁，大於6重量％至10重量％ WAl-Zn的共晶組成，也觀察到了優異的耐 腐蝕性。但是，對於Zn-Al-Mg塗層，大於10重量％的鋁則對鋼的塗層粘合性差。因此，本發明的實施方案至少在內皮板材表面上使用Zn-Al層。該鋅基層包含約的鋁至高至並包括約10wt%的鋁。高至約4wt%的鎂添加物也可以加入到該鋅-鋁 塗層中，以進一步改進耐腐蝕性。圖1圖示了用於客用車輛的層壓鋼板前擋泥板車體板10。如圖所示，該車體板是 鋼層壓板的一次成型和修整部件。可以看出，其是一種複雜形狀的車體板，位於車輛乘客車 廂的前擋風玻璃的下面並在前門的前面。車體板10經歷了顯著的成形成為這種車體板部 件。車體板10包括隧道形狀的部分12以位於車輛傳動系統零件或排氣系統部件的上面； 和成型部分14、16，用於駕駛員和乘客的腿部空間。同樣，車體板的部分18也已經被切出用 於駕駛杆(未顯示)。該車體板的其他部分已經被去除以通過電線等。根據本發明的實踐，在製備該層壓板之前，形成該層壓板表面的鋼板用基本上純 的鋅和鋅-鋁-鎂層塗覆。在將該層壓板坯體成形為車體板10以後，可以將其他車體零件 焊接或用其他方法連接至該擋泥板車體板上。在製造完整車體結構的過程中，該車體板的 表面或其他鋼層壓板車體板的表面可以塗覆或提供有其他塗層。在這種車體應用中使用的隔音層壓板的厚度通常在約0. 8mm至1. 4mm的範圍內。 在這種鋼層壓板中，各個鋼皮板可以為約0. 40mm至0. 70mm厚，且粘彈性聚合物芯可以為約 0. 025mm 至 0. 050mm 厚低碳鋼皮板材組合物經常用在鋼層壓板機動車體應用中。所使用的常規鋼級包 括，例如低碳鋼SAE J2329 CR4和SAE J2329 CR5。當需要更高強度的鋼的強度性質時，可 以使用更高強度的鋼。標稱的CR4低碳鋼組合物包含(wt%):高至約0.08% C;高至約 0. 40% Mn ；小於0. 025% P ；小於0. 020% S ；約0. 015% Al ；而餘量除了偶然的雜質以外基 本上為鐵。有時加入0.01% 0.03%的Ti和/或Nb。CR4鋼的拉伸強度一般在270 330MPa的範圍內，屈服強度在140 180MPa的範圍內，而拉伸伸長率大於約40%。標稱的 CR5 低碳鋼組合物包含(wt% )高至約 0. 02% C ;< 0. 25% Mn ;< 0. 020% P ; 0.015% Al ；和鐵。有時加入0.01% 0.03%的Ti和/或Nb。CR4鋼的拉伸強度一 般大於260MPa，屈服強度為約110 180MPa，而拉伸伸長率> 42%。在用於機動車車體板的鋼層壓板中的聚合物芯層通常非常薄，一般層厚為約 0. 025mm 0. 050mm。在層壓板中的芯層通常與夾層鋼板的相對表面是共延的。層壓板通 常包括兩個類似形狀和面積的鋼板和單個共延的聚合物芯層。但是一些層壓板包括三或更 多層鋼板和在各個鋼板之間的插置聚合物芯。芯層可以用導電性顆粒填充以通過局部橋聯不導電的聚合物材料使鋼板之間具 有導電性。這種導電性可以用在，例如，電阻焊接、電鍍鋅、或者在漆層或其他塗層的電解施 用中。在機動車體層壓板中，導電顆粒的尺寸通常與聚合物芯的厚度相匹配，為約25 50 微米。大多數層壓板使用純M顆粒、不鏽鋼顆粒、或Fe-磷化物顆粒。在其他層壓板實施 方案中，可以使用Fe顆粒、Al顆粒、和/或Cu顆粒。導電顆粒通常佔聚合物芯層材料的約 1至2體積％。已經開發了許多聚合物芯層組合物用於機動車應用的鋼層壓板。不同種類的粘彈 性芯材料都是已知的且是市售可得的。一些芯材料基於彈性體組合物，例如苯乙烯_ 丁二 烯橡膠(SBR)和苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯三元共聚物(SEBS)。一些基於丙烯酸共聚 物，例如丙烯酸酯共聚物、苯乙烯_丙烯酸酯共聚物、或其與苯乙烯_ 丁二烯的聚合物共混 物。一些芯材料基於聚乙酸乙烯酯(VA)，或其共聚物，例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或乙
7烯_乙酸乙烯酯_馬來酸酐三元共聚物。一些芯材料基於環氧嵌段共聚物，例如環氧聚酯 嵌段共聚物或環氧聚醚嵌段共聚物。本發明的實踐一般而言涉及鋼層壓板，其中鋅塗層、鋅-鋁合金塗層和/或 鋅-鋁-鎂合金塗層的一種或多種組合被施用到該鋼板的內層(即，面對聚合物芯)和外 層(即背對聚合物芯)。在各種實施方案中，可以用熱浸鍍鍍鋅、電鍍鋅等方法塗覆基本上 純的鋅層或塗層。下面為本發明實踐的一些示例性實施方案。在第一種實施方案中，用鋼皮板材製備了一種層壓板，所述鋼皮板材具有基本上 純的鋅和在下的鋅-Al合金層的外表面和內表面。最終的層壓產品具有位於皮板材之間的 含有導電顆粒的粘彈性層。這種層壓板特別適用於車體應用。所得的結構示於圖2，其在圖1的車體板10的邊緣部分(在位置2)中。在這個實 施方案中，車體板10鋼層壓板包括第一鋼板200和第二鋼板202，它們夾住粘彈性聚合物芯 層204，聚合物芯層204通常是與鋼板200、202的相對表面共延的。為了圖示起見，圖2是 放大圖並且沒有按比例尺製圖。在一個實施方案中，每個鋼板200、202都為約0. 5mm厚，聚 合物芯層204為約0. 04mm厚且與鋼板200、202的相同相對表面是共延的。在各種實施方 案中，鋼板200、202可以具有相同的厚度或不同的厚度。可以看出，每個鋼板200、202都有 一個對著聚合物芯層204的表面(稱為內表面)和一個背對芯層的表面(稱為外表面)。聚合物芯204包含導電顆粒206，其分散的含量能穿過通常不導電芯層材料在鋼 板200、202的內表面之間提供適當導電性。典型的導電顆粒包括銅、鐵-磷化物、不鏽鋼、 鋁和優選的鎳。這些顆粒的大小優選被製作成穿越鋼板200、202之間的間隔(這裡為約 0. 04mm,約40微米)(許多顆粒接觸各個相對鋼板)，所述間隔在層壓過程中由粘彈性芯形 成。在這個實施方案中，兩個鋼板200、202的內外表面都用鋅-鋁合金層208塗覆。在 這個實例中，鋅鋁合金包含約4重量％的鋁和96重量％的鋅。層208為約0. 004mm about 0.012mm厚。因此，層壓板10包括四個鋅-鋁合金層208。在各種實施方案中，各個層208 可以具有相同厚度或不同厚度。各個鋁_鋅層208都塗覆了基本上純鋅的鍍鋅薄層210，該 鍍鋅薄層210為約1微米厚。在各種實施方案中，各個層210可以具有相同厚度或不同厚 度。在鋼板200、202的內表面上的基本上純鋅的鍍鋅層210與聚合物芯層204(和導電顆 粒206)相接觸，而在車體板層壓板10的外鋼板面上的鋅塗層210暴露於車體板環境中。在這個實施方案中，外部的基本上純鋅的層可以用於提供塗裝性能(包括使用高 壓電鍍工藝，類似於鍍鋅鋼板)並且提供用於成形的良好光滑性。另外，與單一的基本上 純鋅的鍍鋅塗層相比，在內表面上的在各個基本上純鋅層下的Zn-Al合金層提供了改進的 腐蝕防護。將鋅層設置在內表面上會產生與電阻點焊和螺柱焊接相關的一些額外問題，但 是，通過使用非常薄的鋅層，點焊應當比用常規的更重的鍍鋅塗層得到的那種更優越，同時 保持良好的耐腐蝕性。在點焊過程中存在更厚的基本上純鋅的塗層降低了可焊性並且促進 了在點焊周圍的局部分層。當可以使用更低的Zn-Al合金塗層重量來實現所需的腐蝕性能 時，可點焊性會特別地提高。這種實施方案的層壓板結構的製造方法包括，從Zn-Al熱浸鍍塗覆外皮板材開 始，用鋅電鍍該塗覆過的層板，然後用含導電顆粒的粘彈性芯層壓所得的材料。在第二種實施方案中，製備了一種層壓板，其具有在內外表面上都帶有Zn-Al合金層的鋼皮板。僅在該層壓板外表面上設置了基本上純鋅的層。該層壓板包含帶有導電顆 粒的粘彈性層。所得的結構示於圖3，其在圖1的車體板10的邊緣部分(在位置2)中。在這個實 施方案中，車體板10鋼層壓板包括第一鋼板300和第二鋼板302，它們夾住粘彈性聚合物芯 層304，聚合物芯層304通常是與鋼板300、302的相對表面共延的。同樣，可以看出，每個鋼 板300、302都有一個對著聚合物芯層的表面(稱為內表面)和一個背對芯層的表面(稱為 外表面)。並且同樣，聚合物芯層304包含導電顆粒306，其穿過通常不導電芯層材料在鋼 板的內表面之間提供適當導電性。鋼板300、302為約0.5mm厚，而聚合物芯層304為約0.04mm厚。在各種實施方案 中，各個鋼板300、302可以具有相同的厚度或不同的厚度。在這個實施方案中，兩個鋼板300、302的內外表面都用鋅-鋁(95 5)合金層308 塗覆。這樣，層壓板10包括四個鋅-鋁合金層308，每個層約0.004mm 約0.012mm厚。在 各種實施方案中，各個層308可以具有相同厚度或不同厚度。但是，在這個實施方案中，僅 僅外面的鋅_鋁合金層308塗覆了約1微米厚的鍍鋅薄層310。在各種實施方案中，各個 層310可以具有相同厚度或不同厚度。這樣在車體板層壓板10的外面鋼板表面上的鋅塗 層310暴露於車體板環境中。在內鋼板面上的鋅-鋁合金層308與聚合物芯層304和導電 顆粒306相接觸。在這個第二實施方案中，層壓板具有潛在的鍍鋅鋼板的塗裝性能。外部的鋅層 也增加了用於成形的光滑性。另外，與類似塗層重量的基本上純的鋅相比，在內表面上的 Zn-Al合金層提供了改進的腐蝕保護。最後，用Zn-Al合金代替內表面上的基本上純的鋅將 有助於電阻點焊和螺柱焊接性能，特別是以較低的塗層重量來實現所需的腐蝕性能時。製造這種第二實施方案層壓板的塗層組合的適當方法可以是使用Zn-Al熱浸鍍 外皮板材來形成層壓板。然後，將整個層壓板進行電鍍鋅以在外表面上提供基本上純鋅的 層。在第三種實施方案中，形成了一種鋼層壓板，其具有在內外表面上帶有完全不同 鍍層的鋼皮板材。該層壓板具有施用在外表面上的基本上純鋅的塗層和施用在內表面上的 Zn-Al合金塗層。該層壓板也是使用包含導電顆粒的粘彈性芯製備的。所得的層壓板示於 圖4，其在圖1的車體板10的邊緣部分(在位置2)中。在這個實施方案中，車體板10鋼層壓板包括第一鋼板400和第二鋼板402 (每個 為約0. 5mm厚)，它們夾住粘彈性聚合物芯層404，聚合物芯層404通常是與鋼板400、402 的相對表面共延的並且約0. 04mm厚。在各種實施方案中，各個鋼板400、402可以具有相同 的厚度或不同的厚度。同樣，可以看出，每個鋼板400、402都有一個對著聚合物芯層的表面 (稱為內表面)和一個背對芯層的表面(稱為外表面)。並且同樣，聚合物芯層404包含約 1至約2體積％的分散導電顆粒406，其穿過通常不導電芯層材料在鋼板的內表面之間提供 適當導電性。在這個實施方案中，僅僅兩個鋼板400、402的內表面用鋅-鋁合金(例如95 5) 層408塗覆，鋅-鋁合金層408的厚度為約0. 004mm至約0. 012mm。在各種實施方案中，各個 層408可以具有相同厚度或不同厚度。這樣，在這個實施方案中，層壓板10僅僅在鋼板400、 402的內表面上包括兩個鋅-鋁合金層，其與聚合物芯層404和導電顆粒406相接觸。鋼板400、402的外表面塗覆有相對較厚的鋅塗層410，其厚度為約0. 004mm至約0. 015mm(約 4至15微米)。在各種實施方案中，各個層410可以具有相同厚度或不同厚度。這樣在車 體板層壓板10的外鋼板表面上的鋅塗層410暴露於車體板環境中。在這個第三種實施方案中，基本上純鋅的外層將提供鍍鋅鋼板的塗裝性能以及良 好的光滑性和耐表面龜裂性以增強可成形性。與類似塗層重量的基本上純的鋅相比，在內 表面上的Zn-Al合金層提供了改進的腐蝕保護。最終，在內表面上不用純鋅通過降低鋅的 汽化將有利於電阻點焊和拉伸螺柱電弧焊，特別是當較低的鍍層重量能夠用於實現所需的 腐蝕性能時。製造這種第三種實施方案的鋼層壓板的一種方法是將外皮板材的單面電鍍塗覆 Zn-Al合金。將這些外皮板材層壓在一起並露出裸露鋼表面。用電鍍鋅法將基本上純鋅的 層施用在該層壓板的外表面上。在本發明的第四種實施方案中，將鋅-鋁合金耐腐蝕塗層(例如，約8微米至約12 微米厚)施用在每個計劃的內鋼板表面並施用在鋼層壓板的計劃的外鋼板表面上。在該實 施方案中不使用基本上純的鋅塗層。在上述實施例中的每一個中，所述鋅-鋁合金可以包 含約2 6重量％ (甚至高至10重量％ )的鋁，任選約1 4重量％的鎂，而其餘基本上 都是鋅。根據這個第四種實施方案的鋼層壓板具有類似圖2的層壓板的截面而沒有基本 上純鋅的層210，或類似圖3的層壓板的截面而沒有基本上純鋅的層310。帶有兩個鋅-鋁 合金內層和兩個鋅_鋁合金外層的鋼層壓板將，例如，在這四個鋅-鋁合金層中的任何一個 的鋁含量都不妨礙成形操作、連接操作、塗覆操作等的應用中提供良好的耐腐蝕性。已經用一些具體實施方案解釋說明了本發明，但是本發明的範圍不限於這些實施 例。
10
權利要求
一種鋼層壓板製品，其包括第一和第二鋼板，其面對並夾住通常共延的粘彈性聚合物組合物芯層，所述鋼板具有與該芯層相鄰的內表面和相對的外表面；所述鋼板中的一個或兩者的內表面都塗覆了鋅基合金，所述鋅基合金包含約2至10重量％的鋁，以及任選高至4重量％的鎂，用以提供耐腐蝕性，所塗覆的內表面與聚合物組合物芯層結合在一起；以及至少一個鋼板的外表面塗覆有所述鋅基合金或基本上純鋅中的至少一種。
2.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，第一和第二鋼板每一個的厚度都在約0.5毫米 至約2毫米的範圍內，而芯層比任一個鋼板都薄且厚度為高至約0. 5毫米。
3.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，所述鋅基合金塗層包含約2至6重量％的鋁， 以及任選高至4重量％的鎂，用以提高耐腐蝕性。
4.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，所述鋅基合金塗層的厚度為約2至約20微米。
5.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，兩個鋼板的內外表面都塗覆有所述鋅基合金。
6.如權利要求5所述的鋼層壓板，其中，在層壓板的外表面上的鋅基合金塗層塗覆有 基本上純的鋅。
7.如權利要求5所述的鋼層壓板，其中，在層壓板的外表面上和內表面上的鋅基合金 塗層都塗覆有基本上純的鋅。
8.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，兩個鋼板的內表面都塗覆有所述鋅基合金。
9.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，兩個鋼板的內表面僅塗覆有所述鋅基合金，而 兩個鋼板的外表面僅塗覆有基本上純的鋅。
10.如權利要求9所述的鋼層壓板，其中，所述基本上純鋅的塗層的厚度為約4至約15 微米。
11.如權利要求1所述的鋼層壓板，其中，至少一個鋼板的外表面塗覆有基本上純的 鋅，其中該基本上純鋅的塗層的厚度為約1至約20微米。
12.—種機動車結構，其包含鋼層壓板車體板，該鋼層壓板車體板包括第一和第二鋼板，其面對並夾住通常共延的粘彈性聚合物組合物芯層，所述鋼板具有 與該芯層相鄰的內表面和相對的外表面；至少一個鋼板的內表面施用有至少一層第一鋅基合金，選擇其以允許將該鋼層壓板車 體板焊接至機動車結構上並使該鋼板/粘彈性層界面處的長期腐蝕最小化；以及所述鋼板的外表面塗覆有至少一層基本上純的鋅或第二鋅基合金，選擇其以提供與高 壓陰極電沉積系統的相容性，同時在塗覆條件下提供腐蝕防護。
13.如權利要求12所述的機動車結構，其中，兩個鋼板的內表面都塗覆有含鋁的第一 鋒基合金。
14.如權利要求13所述的機動車結構，其中，所述第一鋅基合金還包含鎂。
15.如權利要求12所述的機動車結構，其中，兩個鋼板的內表面首先塗覆含鋁的第一 鋅基合金，然後塗覆基本上純的鋅。
16.如權利要求15所述的機動車結構，其中，所述第一鋅基合金還包含鎂。
17.如權利要求12所述的機動車結構，其中，兩個鋼板的外表面都塗覆有基本上純的鋅。
18.如權利要求12所述的機動車結構，其中，兩個鋼板的外表面都塗覆有含鋁的第二鋒基合金。
19.如權利要求18所述的機動車結構，其中，所述第二鋅基合金還包含鎂。
20.如權利要求12所述的機動車結構，其中，兩個鋼板的外表面首先塗覆含鋁的第二 鋅基合金，然後塗覆基本上純的鋅。
全文摘要
外層鋼板-粘彈性芯的層壓板在含溼氣的環境中經常被腐蝕。可以有利地將鋁的或鋁和鎂的鋅基合金施用到鋼板的內表面或同時施用到其內外表面上。可以將基本上純的鋅塗層施用到該鋅基合金上或另外的裸露外鋼板表面上。這種鋅基合金塗層和基本上純的鋅塗層的組合提高了所述鋼板-聚合物芯的層壓板的耐腐蝕性，同時最大限度地增加了可焊性和塗裝性能。
文檔編號B32B15/08GK101960050SQ200980106712
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月11日 優先權日2008年2月29日
發明者D·R·西勒, G·宋, J·G·施羅思, R·B·羅科萊寧 申請人:通用汽車環球科技運作公司