專利名稱：用于軸承密封的表面處理薄鋼板以及使用所述薄鋼板的軸承密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐腐蝕性和耐磨性優(yōu)異、用于軸承密封的表面處理薄鋼板，所述薄鋼板通過采用含有水溶性或者水分散性硅酸鋰的水溶液處理表面處理的薄鋼板制備而成，所述硅酸鋰由硅酸或硅酸鹽和氫氧化鋰形成；而且，本發(fā)明還涉及通過使用所述薄鋼板制備的軸承密封。
背景技術(shù)：
一般而言，長期以來，為了改善耐腐蝕性，已經(jīng)對鍍錫板或者鍍鋅板采用磷酸鹽處理，但是，它們的耐磨性不足。
使用含硅酸鹽溶液處理薄鋼板的方法包括如JP-B-38-20952所述采用含有硅酸鈉的溶液處理鍍鋅板的方法，但是，其耐腐蝕性不足。另外，JP-B-42-1164中介紹的采用包含氧化鉻和硅酸鹽作為主要組分的溶液的處理方法，目的是防止發(fā)生高溫腐蝕，結(jié)果，其中的氧化鉻含量很高，而且，采用該溶液處理時所制備涂覆膜的結(jié)合性能極差。此外，由于該溶液不含硅酸鋰，故其常溫下的耐腐蝕性很差。
另外，在JP-B-42-14050中介紹的涂覆通過在硅酸溶膠中添加鉻酸形成的處理溶液的方法，在例如溫度40℃、相對濕度90％的高溫高濕氣氛中，不能獲得足夠的耐腐蝕性，趨于發(fā)生銹蝕，所制備部分暴露在戶外時的耐腐蝕性明顯很差。
再有，如JP-B-44-19686所述，當(dāng)將聚合物添加至硅酸鹽中時，有時會降低耐腐蝕性。如JP-B-45-5130所述，當(dāng)硅酸鹽中加入磷酸鹽或者鉻酸時，盡管會改善耐腐蝕性，但是，卻會產(chǎn)生處理溶液穩(wěn)定性例如處理溶液發(fā)生分離的問題。
如上所述，迄今尚未發(fā)現(xiàn)一種耐腐蝕性和耐磨性優(yōu)異、用于軸承密封的表面處理薄鋼板，以及使用所述薄鋼板的軸承密封。
本發(fā)明的目的是提供一種耐腐蝕性和耐磨性優(yōu)異、用于軸承密封的表面處理薄鋼板，以及使用所述薄鋼板的軸承密封，以便解決上述缺點。
發(fā)明公開根據(jù)本發(fā)明的用于軸承密封的表面處理薄鋼板的特征在于通過涂覆含有5-600g/L水溶性或水分散性硅酸鋰的水溶液，在干燥處理之后，形成薄膜厚度中以Si計10-800mg/m2的涂覆膜，所述硅酸鋰中硅酸或硅酸鹽與氫氧化鋰的摩爾比范圍為20∶1至1∶1。
另外，根據(jù)本發(fā)明的軸承密封的特征在于其通過使用上述用于軸承密封的表面處理薄鋼板制備而成。
實施本發(fā)明的最佳模式本發(fā)明適用于涂覆有厚度為0.1-0.6mm的鋅鍍層、鋅合金鍍層(比如包括以鋅為主要組元的Zn-Ni或Zn-Fe鍍層)、Zn-Co-Mo鍍層、光亮鋅鍍層或光亮鋅合金鍍層的已知表面處理薄鋼板。尤其是，優(yōu)選外觀呈金色的光亮Zn-Co-Mo鍍層，因其在恒溫和恒濕度狀態(tài)下加速腐蝕實驗中外觀變化較小。優(yōu)選Zn鍍層量為5-30g/m2。如低于5g/m2，則耐腐蝕性不足。如超過30g/m2，雖然不會帶來性能方面的問題，但是會加大成本，變得不經(jīng)濟。
當(dāng)采用含有硅酸鹽和氫氧化鋰的處理溶液處理薄鋼板時，能夠顯著改善耐腐蝕性，而且，還會形成耐磨性優(yōu)異的涂覆膜。
本發(fā)明中使用的硅酸鋰是水溶性或者水分散性的，而且，硅酸鋰的制備過程實際上是分別稱取硅酸溶膠或硅酸鈉或硅酸鉀作為硅酸或硅酸鹽，以及氫氧化鋰，以提供要求的摩爾比，并且，將上述物質(zhì)加以混合。
至于上述物質(zhì)的組成，優(yōu)選硅酸鋰的濃度為5-600g/L。如果濃度低于5g/L，則達(dá)不到改善耐腐蝕性或耐磨性的效果，而如果其濃度超過600g/L，則液體穩(wěn)定性下降，因此不能優(yōu)選。另外，就硅酸或硅酸鹽的混合比例而言，對本處理有效的硅酸(或硅酸鹽)與氫氧化鋰的摩爾比是20∶1至1∶1。當(dāng)氫氧化鋰的含量低于上述比值時，耐腐蝕性趨于下降，并且，特別是處理后的涂覆膜的固化很慢，需要花費很長的干燥時間，這是不合適的。此外，當(dāng)所述比值高于上述范圍時，耐磨性則變得不足。
關(guān)于處理溶液的溫度，20-70℃為最佳。如果溫度為20℃或更低，則需要花費很長的干燥時間。另一方面，如溫度等于70℃或更高，則水的急劇蒸發(fā)會帶來濃度控制(粘度控制)的問題。至于處理方法，可以使用浸漬之后的多種已知方法，例如擠壓輥涂(roll wringing)法、輥涂法以及噴涂法。
此外，盡管可以在通常溫度下進行干燥，但是，當(dāng)形成的涂覆膜較厚時，更優(yōu)選強制干燥。薄膜厚度通過控制所用溶液中硅酸鋰的濃度，或者控制所處理的薄鋼板與輥涂中所用輥之間的間隙來確定。
采用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的涂覆膜的量，可以通過采用熒光X射線分析膜厚中硅酸或硅酸鹽的主要組元Si來加以控制。
要形成的干燥膜厚度為以Si計的優(yōu)選范圍是10-800mg/m2，這能夠同時滿足耐腐蝕性和耐磨性要求。小于10mg/m2的膜厚趨于產(chǎn)生裂紋，并且，特別是會損害耐腐蝕性。另一方面，如果超過800mg/m2，則不經(jīng)濟。
根據(jù)本發(fā)明的處理方法的最佳條件總結(jié)如下。
(1)處理溶液的組成(i)由硅酸或硅酸鹽和氫氧化鋰形成的水溶性或水分散性硅酸鋰的濃度為5-600g/L，(ii)硅酸或硅酸鹽與氫氧化鋰的在(i)中的摩爾比為20∶1至1∶1，(2)處理溶液的溫度為20-70℃，(3)形成的干燥膜厚度以Si計為10-800mg/m2。
通過根據(jù)本發(fā)明的處理方法獲得的處理涂覆膜與已知的鉻酸處理法相比，不僅耐腐蝕性優(yōu)異，而且耐磨性也很出色。
采用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的保護涂覆膜的結(jié)構(gòu)尚不清楚，但是，可以認(rèn)為在金屬薄板表面上形成了強烈不溶的含硅酸鋰保護性涂覆膜。
實施例具體結(jié)合實施例對本發(fā)明的效果進行介紹。
(實施例1)對光亮Zn-1％Co-0.1％Mo鍍覆薄鋼板(薄板厚度0.2mm，鍍Zn量5g/m2)采用常規(guī)方法進行脫脂處理并加以水洗，然后，將鍍覆薄鋼板浸漬在含有如下硅酸鹽的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸與氫氧化鋰的摩爾比為4∶1)100g/L浴液溫度50℃干燥之后薄膜厚度(以Si計)800mg/m2(實施例2)采用與實施例1相同方式，在對光亮Zn-1％Co-0.1％Mo鍍覆薄鋼板(薄板厚度0.2mm，鍍Zn量10g/m2)進行脫脂處理之后，將鍍覆薄鋼板浸漬在含有如下硅酸鹽的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸鈉與氫氧化鋰的摩爾比為5∶1)300g/L浴液溫度 70℃薄膜厚度(以Si計) 200mg/m2(實施例3)將光亮鋅電鍍薄鋼板(薄板厚度0.2mm，鍍Zn量30g/dm2)浸漬在具有如下條件的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸鉀與氫氧化鋰的摩爾比為5∶1)100g/L浴液溫度 50℃薄膜厚度(以Si計) 10mg/m2
(實施例4)將Zn-11％Ni鍍覆薄鋼板(薄板厚度0.6mm，鍍Zn量20g/m2)浸漬在具有如下條件的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸鈉與氫氧化鋰的摩爾比為20∶1)5g/L浴液溫度 60℃薄膜厚度(以Si計) 500mg/m2(實施例5)將光亮鍍鋅薄鋼板(薄板厚度0.2mm，鍍Zn量30g/m2)浸漬在具有如下條件的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸鈉與氫氧化鋰的摩爾比為1∶1)20g/L浴液溫度 60℃薄膜厚度(以Si計) 50mg/m2(實施例6)將光亮Zn-1％Co-0.02％Mo鍍覆薄鋼板(薄板厚度0.1mm，鍍Zn量10g/m2)水洗后浸漬在具有如下條件的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸與氫氧化鋰的摩爾比為10∶1)500g/L浴液溫度 70℃薄膜厚度(以Si計) 100mg/m2(實施例7)將Zn-20％Fe鍍覆薄鋼板(薄板厚度0.5mm，鍍Zn量10g/m2)浸漬在具有如下條件的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸與氫氧化鋰的摩爾比為10∶1)30g/L
浴液溫度 50℃薄膜厚度(以Si計) 600mg/m2(實施例8)將光亮鍍Zn薄鋼板(薄板厚度0.2mm，鍍Zn量5g/m2)浸漬在具有如下條件的處理溶液中，實施輥涂并進行干燥。
本發(fā)明的處理條件硅酸鋰(其中硅酸鈉與氫氧化鋰的摩爾比為20∶1)5g/L浴液溫度 20℃薄膜厚度(以Si計) 300mg/m2(對照例1)采用與實施例8中一樣的光亮鍍Zn薄鋼板(薄板厚度0.2mm，鍍Zn量5g/m2)，并且采用已知的電解鉻酸處理，使Cr的沉積量達(dá)10mg/m2。
在下述實驗條件下，對前述制備的試樣耐腐蝕性和耐磨性進行評價。表1列出了評價結(jié)果。
根據(jù)JIS Z 2371，實施24小時的實驗，并且，依據(jù)等級編號對形成紅銹的程度和形成白銹的程度進行了評價。
將重500g的高質(zhì)量紙放在試樣表面上(壓力5g/cm2)并且在其上滑動500次，之后，根據(jù)試樣表面上是否產(chǎn)生缺陷來進行評價。沒有缺陷時評價結(jié)果標(biāo)記為“○”，而有缺陷時則標(biāo)記為“×”。只有當(dāng)結(jié)果為“0”時，才認(rèn)為沒有實際問題。
表1性能評價結(jié)果

如表1所示，已發(fā)現(xiàn)與采用鉻酸的現(xiàn)有后處理方法相比，本發(fā)明具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐磨性。而且，當(dāng)將其加工成軸承密封并且進行實際機器實驗時，可以使用而不會產(chǎn)生實際問題。
工業(yè)應(yīng)用性與已有的電解鉻酸處理方法相比，采用本發(fā)明的處理方法涂覆的表面處理薄鋼板具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐磨性。而且，當(dāng)將其加工成軸承密封時，也可以使用而不會產(chǎn)生實際問題。
權(quán)利要求
1.用于軸承密封的表面處理薄鋼板，具有通過涂覆含有5-600g/L水溶性或水分散性硅酸鋰的水溶液形成的涂覆膜，在干燥處理之后，薄膜厚度以Si計為10-800mg/m2，所述硅酸鋰具有的硅酸或硅酸鹽與氫氧化鋰的摩爾比范圍為20∶1至1∶1。
2.通過使用根據(jù)權(quán)利要求1的用于軸承密封的表面處理薄鋼板制備而成的軸承密封。
全文摘要
一種存在涂覆膜的用于軸承密封的表面處理鋼板，所述薄膜通過涂覆含有5－600g/L水溶性或水分散性硅酸鋰的水溶液形成，制備所述硅酸鋰時硅酸或硅酸鹽與氫氧化鋰的摩爾比范圍為20∶1至1∶1，而且，在干燥處理之后，薄膜厚度中Si的比例占10－800mg/m
文檔編號C23C22/60GK1646729SQ0380750
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者駒井正雄, 吉川雅紀(jì), 清水信義 申請人:東洋鋼鈑株式會社