(1) Die Erweiterung und Leistung des Anwendungsbereichs der Oberflächenbehandlung verschleißfester Stahlplatten
Bei den meisten verschleißfesten Stahlplatten für die Oberflächenbehandlung handelt es sich um verzinkte verschleißfeste Stahlplatten. Im Jahr 2008 betrug die Produktion von verzinkten, verschleißfesten Stahlblechen in Japan 15 Millionen Tonnen, wovon 77 % heißverzinkte, verschleißfeste Stahlbleche waren. Verzinkte, verschleißfeste Stahlplatten werden in Automobilen, im Baugewerbe, in Geräten und anderen Bereichen verwendet, die Hälfte davon wird in Automobilen verwendet.
Seit den 1980er Jahren werden in Japan 55 % Al-Zn-warmplattierte, verschleißfeste Stahlbleche häufig verwendet. In der Küstenzone, wo Meersalz einen großen Einfluss hat, nimmt die Korrosionsbeständigkeit von Al-beschichtetem Stahlblech ab. Die Ergebnisse der Langzeitkorrosion zeigen, dass die mit Zn beschichtete verschleißfeste Stahlplatte aufgrund des Zn-Verbrauchs rote Flecken erzeugt, während die mit 5 % Al und 55 % Al-Zn beschichteten verschleißfesten Stahlplatten die Korrosionsbeständigkeit beibehalten und Ersatzkorrosionsschutzfunktion. Die Metallstruktur der 55 % Al-Zn-Beschichtung besteht darin, dass zwischen den primären Al-reichen Körnern eine Zn-reiche Phase mit b-Zn vorhanden ist. Townsend wies darauf hin, dass sich im Anfangsstadium der Freilegungskorrosion zunächst die Zn-reiche Phase auflöst und so einen Ersatzkorrosionsschutzeffekt zeigt. Im späteren Stadium der Freilegungskorrosion spielt die Al-reiche Phase eine Rolle für die Korrosionsbeständigkeit. Dieser Korrosionsschutzmechanismus spiegelt sich auch in der Endkorrosion von Zn-beschichteten verschleißfesten Stahlplatten und 55 % Al-ZN-beschichteten verschleißfesten Stahlplatten wider. Den Forschungsdaten zufolge ist im Langzeitexpositionsexperiment die Beschichtungsexpansion (lineare Korrosion) von 55 % Al-Zn-beschichtetem verschleißfestem Stahlblech ausgehend von der Probenendfläche in der anfänglichen Expositionsperiode größer und die Die Beschichtungsexpansionskorrosionsrate der Zn-beschichteten verschleißfesten Stahlplatte ist in der späteren Expositionsperiode größer. Im Anfangsstadium der Exposition löst sich die Zn-reiche Phase des 55 % Al-Zn-beschichteten, verschleißfesten Stahlblechs an der Grenzfläche zwischen der Beschichtung und der Beschichtung auf, sodass die Korrosion schnell von der Endfläche der Probe ins Innere fortschreitet. Wenn die Korrosion bis zu einer bestimmten Entfernung fortschreitet, nimmt die Korrosionsrate mit zunehmendem Abstand von der Kathode ab. Nach der Korrosion von Zn-beschichtetem, verschleißfestem Stahlblech vergrößert sich die Kathodenfläche, da keine Al-reiche Phase vorhanden ist, und die Korrosion setzt sich fort.
Um die Korrosionsbeständigkeit von 5 % Al-ZN-beschichtetem verschleißfestem Stahlblech zu verbessern, wurde eine Reihe von mit 6 %-11 % Al-3 %-Mg-Zn-Legierung beschichteten Stahlblechen mit 3 % Mg wurde entwickelt. Die Zugabe von Mg zu 6 % Al-Zn verlängerte die Zeit der Rotrostbildung, und die Wirkung von Mg auf die Korrosionsbeständigkeit wurde auch in atmosphärisch exponierten Proben bestätigt. In den Korrosionsprodukten, die im Expositionsexperiment dieser Serie verschleißfester Stahlplatten im Küstengebiet entstanden, wurde kein ZnO gefunden. Die durch Expositionskorrosion gebildeten und angesammelten Korrosionsprodukte hemmten die Kathodenreaktion stark. Allerdings hat ZnO in den Korrosionsprodukten von verzinktem, verschleißfestem Stahlblech die Eigenschaften eines Halbleiters und kann die Kathodenreaktion von REDOX nicht hemmen. In den Korrosionsprodukten der mit 3 % Mg beschichteten verschleißfesten Stahlplatte wurde kein ZnO nachgewiesen, was mit den obigen experimentellen Ergebnissen übereinstimmt.
Seit den 1980er Jahren gibt es fingerabdruckbeständigen verschleißfesten Stahl und geschmierten verschleißfesten Stahl, der mit etwa einem organischen Film auf dem Chromit-Hautfilm beschichtet ist, und Stahl, der mit etwa 20 organischen Filmen beschichtet ist, dem vorbeschichteten verschleißfesten Stahl ohne den Beschichtungsprozess wurde kommerzialisiert und weit verbreitet. Danach trat 2006 das RoHS-Gesetz (Bestimmungen zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe) in Kraft, das die Verwendung von P, Cr6+ und Cd6+ in Elektro- und Elektronikgeräten verbot und dies förderte der Prozess der CR-freien Behandlung. Die Leistungsmerkmale der vorbeschichteten verschleißfesten Stahlplatte sind Korrosionsbeständigkeit, hohe Verarbeitbarkeit, Beständigkeit gegen Oberflächenfehler, Verschmutzungsbeständigkeit, antibakterielle Eigenschaften, Wärmeaufnahme, Wärmeableitung usw. Diese Eigenschaften werden hauptsächlich durch die Eigenschaften des beschichteten Films bestimmt .
(2) Kein Cr-Behandlungsprozess
In den letzten Jahren ist das Konzept des Schutzes der Umwelt der Erde, der Vermeidung von Umweltverschmutzung und des Aufbaus einer Recyclinggesellschaft immer stärker geworden, und die Anforderungen an Materialien zur Reduzierung der Umweltbelastung sind immer höher geworden. In Europa legt die RoHS-Verordnung für Elektro- und Elektronikgeräte in Form von EU-Recht den maximal zulässigen Wert von P, Hg, Cr6+ und Cd6+ und zwei organischen Verbindungen auf 1000 ppm fest, und zwar für jedes Produkt darüber hinaus ist der Verkauf im EU-Raum verboten. Die Altfahrzeug-Verschrottungsverordnung verbietet die Verwendung von P, Hg, Cr6+ und Cd6+.
Da der Chromatbehandlungsprozess zu einer schädlichen Cr6+-Situation führt, begann Japan in den 1970er Jahren mit der Erforschung alternativer Chromatbehandlungstechnologien, da keine wirksame Methode gefunden wurde und der Chromatbehandlungsprozess immer noch im Einsatz ist. Die Erforschung von Gegenmaßnahmen wurde jedoch nach der Verkündung des oben genannten Gesetzes beschleunigt und die CR-freie Behandlungstechnologie in Japan war mit Inkrafttreten des Gesetzes vollständig entwickelt.
Der Cr-freie Behandlungsprozess sollte dennoch in der Lage sein, die Barrierefunktion und Selbstheilungsfunktion des mit Chromat behandelten Hautfilms aufrechtzuerhalten. Der Mechanismus der CR-freien Behandlung besteht darin, einen organischen Harzfilm von weniger als einigen Mikrometern zu verwenden, um die Barrierefunktion sicherzustellen, einen Inhibitor zu verwenden, um die Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen, und Silan-Haftvermittler hinzuzufügen, um die Haftung zwischen dem organischen Harzfilm und dem organischen Harzfilm zu verbessern die Metalloxidschicht und die Beschichtung. Die Korrosionsbeständigkeit von hochfunktionalem, CR-freiem, organischem Verbundwerkstoff beschichtetem, verschleißfestem Stahlblech ist grundsätzlich vergleichbar mit der von chromatbehandeltem, verschleißfestem Stahlblech.
Derzeit erfolgt die chemische Behandlung japanischer Stahlwerke grundsätzlich CR-frei. Zukünftig ist es notwendig, den Hautfilm mit besserer Selbstreparatur und Korrosionsbeständigkeit weiterzuentwickeln. Die von Araki vorgeschlagene Methode zur chemischen Modifizierung des selbstorganisierten monomolekularen Films aus Alkan-Mertan mit Silanverbindungen zur Bildung binärer Polymere, die mit einem nur wenige Nanometer dicken Film eine hohe Korrosionsbeständigkeit erreichen können, verdient Aufmerksamkeit.
