不锈钢板及其制造方法和涂胶不锈钢板垫圈.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410068409.3

申请日:

2004.07.22

公开号:

CN1598073A

公开日:

2005.03.23

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

C25D9/10; C25F3/06; B32B15/06; B32B7/12

主分类号:

C25D9/10; C25F3/06; B32B15/06; B32B7/12

申请人:

日本金属株式会社; 内山工业株式会社

发明人:

山崎修; 八代利之; 沼泽畅宏; 长田英一; 冈本胜; 高桥和宏; 横田理津子; 府川宗史

地址:

日本东京都

优先权:

2003.07.22 JP 199802/2003

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

邹雪梅;段晓玲

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内容摘要

本发明提供了一种对橡胶层具有良好粘附力、适合作为垫圈芯材料的涂胶不锈钢板,其制造方法和包括该涂胶不锈钢板的垫圈。本发明提供下列物质:具有加糙的表面的不锈钢板,其上沉积有氢氧化铬、氧化铬、氢氧化铁和氧化铁;用橡胶层通过涂覆该不锈钢板表面制成的涂胶不锈钢板;包括该涂胶不锈钢板的垫圈;该不锈钢板的制造方法,其中用化学加糙法和电化学加糙法中的至少一种将该不锈钢的加糙,然后在碱性溶液中对其进行阴极电解。

权利要求书

1.  一种不锈钢板,其具有加糙的表面,并且该表面上沉积有氢氧化铬、氧化铬、氢氧化铁和氧化铁。

2.
  如上述权利要求1的不锈钢板,其中该加糙的表面具有平均直径和平均深度为0.5至10μm的蚀坑。

3.
  如上述权利要求1或2的不锈钢板,其中该不锈钢板是硬度Hv为300至500,平均厚度为0.1至2.0mm的奥氏体不锈钢或具有铁素体和马丁体多相结构的不锈钢板。

4.
  一种涂胶不锈钢板,其是通过用橡胶层涂覆上述权利要求1至3中任一项的不锈钢板表面形成的。

5.
  一种涂胶不锈钢板,其是通过用橡胶层,并通过采用粘结剂层涂覆上述权利要求1至3中任一项的不锈钢板表面形成的。

6.
  如上述权利要求4或5的涂胶不锈钢板,其中该橡胶层的平均厚度为10至500μm。

7.
  如上述权利要求4至6中任一项的涂胶不锈钢板,其中该橡胶层由选自以下的物质制成:碳氟橡胶、硅橡胶、氟硅氧烷橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、上述两种或多种物质的混合物,或者是使用上述橡胶之一作为粘结剂将无机或有机纤维结合或将无机或有机填料结合获得的复合物。

8.
  一种垫圈,其包括上述权利要求4至7中任一项的涂胶不锈钢板。

9.
  如上述权利要求8的垫圈,其中该垫圈为一种发动机垫圈。

10.
  一种制造上述权利要求1或2的不锈钢板的方法,其中用化学加糙法和电化学加糙法中的至少一种对该不锈钢板进行加糙,并在碱性溶液中对其进行阴极电解处理。

说明书

不锈钢板及其制造方法和 涂胶不锈钢板垫圈
技术领域
本发明涉及一种由涂胶不锈钢板制成的,用于机动车辆发动机零件等的垫圈芯材料、一种制造此垫圈芯材料的方法和使用此芯材料的垫圈。
背景技术
通常,用于机动车辆发动机的垫圈主要是由石棉制成的。然而,由于环保问题,“由涂胶不锈钢板制成的垫圈”已经广泛应用以代替石棉。这种垫圈通过下述方法制成:在用作芯材料的不锈钢板上涂覆粘结剂,然后在其上形成一个耐热橡胶层,比如碳氟橡胶,或者NBR(丁腈橡胶)橡胶。然而,不锈钢板对耐热橡胶的粘附力,即不锈钢板的表面对粘结剂的粘附力不好。这对用于机动车辆的发动机垫圈是一个特殊问题,因为发动机冷却水(防冻溶液)渗入垫圈的端面到达由于被重复撞击而暴露的橡胶层和不锈钢板的粘结部分,从而损坏橡胶层的粘结耐久性。因此,为加强不锈钢板和橡胶层之间的粘结和改善在防冻溶液存在时橡胶层的粘结耐久性,已经研究了多种技术。
近年来,作为将橡胶粘结到不锈钢板制成的垫圈芯材料的预处理,将铬酸盐处理溶液应用于待处理物质的涂层类铬酸盐处理已经进入主流应用。在涂层类处理中,已知的方法,比如辊涂法、气幕法、静电喷涂法和挤压辊涂法都可以在没有处理浴的情况下使用。另外,这些方法不会产生淤泥。铬酸盐处理溶液的例子包括三氧化铬、铬酸盐和含有六价铬作为主要成分的重铬酸盐,以及由上述液体通过添加磷酸、硅胶、树脂等制得的溶液。而且,专利文件1公开了一种在不锈钢板上形成铬酸盐涂层,然后在其上通过采用粘结剂形成橡胶层的方法。另外,专利文件2公开了一种改善涂层类铬酸盐处理的湿润性和均匀涂覆铬酸盐薄膜的方法。
为加强对橡胶的粘附力,已经尝试了一种通过采用毛面辊轧制(dull-rollrolling)、喷砂法(shot blasting)等手段对不锈钢板表面进行机械化加糙的不同方法。另外,专利文件3也公开了一种加强对橡胶粘附力的不同方法,它通过在碱性溶液中对不锈钢板表面实施阴极电解处理以形成氢氧化铁涂层薄膜来提高粘结剂的湿润性。
专利文件1公开的方法,其中在经过铬酸盐处理的不锈钢板上采用粘结剂层形成橡胶层以获得对橡胶层的稳定粘附力,使用对环境有害的六价铬。因此,此方法只能用在配备有废物处理设备的工厂。另外,铬酸盐薄膜的主要成分是可溶的六价铬,如果由于被重复撞击而使橡胶层和不锈钢板之间的粘结部分暴露,六价铬就可能从垫圈端面的铬酸盐层被洗脱进入机动车辆发动机的冷却水(防冻溶液)。而且,六价铬可能会从被雨水等刮蹭的汽车的垫圈洗脱,从而引起土壤污染。
另一方面,其中在轧辊上形成的不平坦被转移到不锈钢板表面的机械加糙毛面辊轧制方法是不能令人满意的,因为难以获得足够高的固着效果以将橡胶层固定于加糙的表面。加糙方法,比如喷砂法或搪磨法(honing)可以产生具有较高固着效果的粗糙表面。然而,处理切掉的钢粉末会降低工作效率。另外,通常用作垫圈芯材料的薄钢板容易弯曲。所以,这些加糙方法不适合用于垫圈芯材料。
而且,专利文件3公开的方法具有生产率低的缺点。在此方法中,将不锈钢板的表面在碱性溶液中进行阴极电解处理以在不锈钢板表面形成氢氧化铁涂层薄膜来提高粘结剂的润湿性和加强其对橡胶的粘附力。问题是碱性阴极会被电解处理耗尽,因此,在该溶液被使用几小时后,不能获得对橡胶有较好粘着力的涂层薄膜,因此溶液必须被替换。
[专利文件1]日本未审查专利出版物No.H3-265764
[专利文件2]日本未审查专利出版物No.H7-18460
[专利文件3]日本未审查专利出版物No.H5-65697
发明内容
本发明是用于解决现有技术(专利文件1、2和3)中存在的技术问题的。因此本发明的目的是提供一种对橡胶层有良好粘附力的涂胶不锈钢板制成的垫圈芯材料,它不采用对环境有害的六价铬,而且通过采用一种技术使得能够进行有效生产。
本发明提供了一种不锈钢板,一种涂胶不锈钢板,一种包括该涂胶不锈钢板的垫圈,和一种制造该不锈钢板的方法,这些都在下面进行描述。
1.一种具有加糙的表面,且该表面上沉积有氢氧化铬、氧化铬、氢氧化铁和氧化铁的不锈钢板。
2.如上述项1的不锈钢板,其中该加糙地表面具有平均直径和平均深度为0.5至10μm的蚀坑。
3.如上述项1或2的不锈钢板,其中该不锈钢板是硬度Hv为300至500,平均厚度为0.1至2.0mm的奥氏体不锈钢板或铁素体和马丁体多相结构不锈钢板。
4.用橡胶层涂覆如上述项1至3中任一项的不锈钢板表面形成的涂胶不锈钢板。
5.一种涂胶不锈钢板,通过采用粘结剂层、在如上述项1至3中任一项的不锈钢板表面涂覆橡胶层而制成。
6.如上述项4或5的涂胶锈钢板,其中该橡胶层具有10至500μm的平均厚度。
7.如上述项4至6中任一项的涂胶不锈钢板,其中该橡胶层由选自碳氟橡胶、硅橡胶、氟硅氧烷橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、它们中两个或多个的混合物制成,或者通过采用上述橡胶之一作为粘结剂将无机或有机纤维结合或将无机或有机填料结合获得的复合物制成。
8.一种包括如上述项4至7任一项涂胶不锈钢板的垫圈。
9.如上述项8的垫圈,其中该垫圈为发动机垫圈。
10.一种制造如上述项1或2的不锈钢板的方法,其中该不锈钢板用化学加糙法和电化学加糙法的至少一种进行加糙,并在碱性溶液中对其进行阴极电解处理。
图1是说明六价铬电解沉积洗脱试验结果的曲线图。
图2是本发明的由不锈钢板制成的芯材料的加糙的表面的电子显微图。
本发明人研究了加强不锈钢板对橡胶层粘附力的各种技术。他们发现了一种垫圈的制造方法,该垫圈由对防冻溶液在较长时期具有较高抵抗力的涂胶不锈钢板制成。这是通过将不锈钢板加糙成具有固着效果的不平坦形状,并将其在碱性溶液中进行阴极电解处理以形成氢氧化铬、氧化铬、氢氧化铁和氧化铁沉淀物来实现的。这种方法对不锈钢板加糙的表面的粘结剂产生了良好的粘附力,而且使得能够采用橡胶层涂覆钢板。而且,由于在碱性溶液中进行阴极电解处理的过程中形成的沉淀物不含可溶的六价铬,如果由于重复撞击而使橡胶层和不锈钢板之间的粘结部分暴露,六价铬也不会从垫圈的末端表面洗脱进入发动机冷却水(防冻溶液)。而且,由于六价铬不会从被雨水刮蹭的汽车的垫圈中洗脱,所以不可能引起土壤污染。
本发明人详细地研究了专利文件3公开的方法,发现沉淀物随电解的进行改变形状。在溶液制备后电解的前几个小时内,沉淀物为针状,然后变成了颗粒状,最后变成了薄膜涂覆于表面。当沉淀物为针状时,对橡胶的粘附力极好,但是当沉淀物的形状变为颗粒状和薄膜时,对橡胶的粘附力就会大大降低。例如,在80℃,阴极电流密度为6A/dm2的40g/l碳酸钠、30g/lNa3PO4·12H2O和20g/l氢氧化钠的混合溶液中,沉淀物为针状(长度约为0.1μm)直到电解时间达到约400分钟。然后,当电解时间进一步增加时,沉淀物变为颗粒状(颗粒直径为约0.1μm),当电解时间超过2000分钟时,则变为薄膜。由于在电解进行几个小时后,不能形成对橡胶有良好粘附力的针状沉淀物,因此,此方法的生产率非常低。
然而,用X-射线光电子能谱(XPS)分析沉淀物的组成后,本发明人发现,不管沉淀物的形状如何,其原子组成几乎是一样的。他们发现,不管是针状,颗粒状或者薄膜状的组合物都含有10-11原子%Cr、5-7原子%Fe、46-49原子%O和31-34原子%C。发明人还发现,在沉淀物中,铬形成了氢氧化物Cr(OH)3和氧化物Cr2O3,而铁形成了氢氧化物FeOOH和氧化物Fe3O4与Fe2O3
由于不管形状如何,沉淀物的组成都是一样的,但是,对橡胶的粘附力只有在针状时较好,因此,本发明人估计电解沉淀物的形状会大大影响固着效果。由于此原因,本发明人认为橡胶和不锈钢板之间的粘附力可以通过由电解处理在表面形成沉淀物(任何形状)从而产生具有固着效果的不平坦性来加强。
因此,为了在不锈钢板制成的芯材料的表面产生固着效果,应该通过在酸溶液中进行浸渍(化学处理)或电解处理在表面产生不平坦性。接着,通过在碱性溶液中阴极电解而在加糙的表面形成氢氧化铬、氧化铬、氧化铁和氢氧化铁沉淀物。结果发现。即使沉淀物为薄膜,通过加糙不锈钢板,也能获得对防冻溶液有较高抵抗力的由涂胶不锈钢板制成的垫圈。
而且,在上述垫圈中,优选由硬度Hv为300至500,平均厚度为0.1至2.0mm的奥氏体不锈钢板或铁素体和马丁体多相结构不锈钢板制成芯,且橡胶层具有10至500μm的平均厚度。
如本发明所述由涂胶不锈钢板制成的垫圈以粘结剂层和紧密粘结于该不锈钢板的橡胶层为特征。此较强的粘附力是通过加糙不锈钢板表面以提供固着效果,然后通过在碱性溶液中采用阴极电解处理将对粘结剂具有良好粘附力的氢氧化铬、氧化铬、氧化铁和氢氧化铁沉积在该加糙的表面而产生的。
(加糙不锈钢板表面的方法)
任何选自化学加糙方法、电化学加糙方法和由两种加糙方法结合的加糙方法都可以用来加糙不锈钢板表面。进行表面加糙方法是为了在不锈钢板表面形成大量蚀坑(不平坦或崎岖不平)。例如,将不锈钢板进行电解处理,比如在含有卤素离子(氯化铁、盐酸、氯化钠、溴化钠、碘化钠等)的水溶液中进行恒电势电解(温度:5至95℃,电压:0.1至50V,时间:0.1至30分钟),恒流电解(温度5至95℃,电流密度0.01至100A/dm3,时间:0.1至30分钟),交流电解(alternating electrolysis)(温度5至95℃,频率:0.5至60Hz,电压0.1至50V,电流密度0.01至100A/dm3,时间:0.1至30分钟),或者在含有0.1质量%至各试剂饱和浓度的卤素离子(氯化铁、盐酸、氯化镁、氯化钾或氯化铜)的水溶液中、在距离溶液沸点5℃的温度下浸渍处理0.1至60分钟。经过这些处理,在不锈钢板的整个表面上可以形成许多蚀坑。坑口平均直径和平均深度优选0.5至10μm,更优选1至3μm。
还优选形成的蚀坑密度尽可能高。例如,优选坑口的表面面积占整个不锈钢板表面面积的30%或更多,更优选50%或更多。在抗坑蚀良好的材料中,蚀坑趋于在局部区域形成。可以通过用硝酸—氢氟酸脱脂或清洗、或者通过在硫酸钠水溶液中进行交流电解处理或阳极电解处理作为加糙的表面的预处理来避免这种情况。如果经过上述处理,蚀坑在整个不锈钢板表面就会以较高密度形成。
(在碱性溶液中阴极电解处理)
在碱性溶液中加糙不锈钢板的阴极电解处理的优选条件包括,但不限于,下述实例:含有0.2至40质量%氢氧化钠的溶液,含有0.2至50质量%磷酸钠的溶液,含有0.2至40质量%碳酸钠的溶液或者它们的混合溶液。溶液的温度优选20至95℃,阴极电流密度优选0.5A/dm3或更高,处理时间优选10秒钟或更长。
优选上述条件在于下列理由。当每种试剂少于0.2质量%时,难以在不锈钢板表面得到均匀的沉淀物,而且也难于得到对粘结剂和橡胶良好的粘附力。当每种试剂的含量大于该上限时,溶液的效果就会大大降低,而且不占经济优势了。当溶液的温度低于20℃时,电流效率较低,所以沉淀物的沉积速率较低,且粘附力的加强效果较小。虽然可以通过提高溶液的温度来缩短处理时间,但是水蒸发强烈,就难以控制溶液浓度。另外,当阴极电流密度小于0.5A/dm3,处理时间小于10秒钟时,粘附力的加强作用很小。常规的不锈钢板适合于阳极。通过此方法处理的不锈钢板的表面上形成了主要含有铬和铁的氢氧化物和氧化物的沉淀物。
(电化学反应和阳极材料)
在上与述碱性溶液的电化学反应中,当采用铁素体不锈钢板作为阳极时,从电解开始后,从阳极洗脱的主要成分是铬和铁。铁以Fe3+的形式洗脱,形成不稳定的中间产物Fe(OH)3,最后转变成稳定的Fe2O3(3H2O)。铬以Cr6+的形式洗脱,转变为在碱性溶液中稳定的CrO42-。然而,在阴极,从阳极反应产生的Fe(OH)3和Fe2O3(3H2O)被还原成为FeOOH氢氧化物或Fe2O3和Fe3O4氧化物,而CrO42-被还原成为Cr(OH)3氢氧化物或Cr2O3氧化物。从XPS的分析,认为在溶液中的碳酸根离子CO32-与阴极沉淀物共同沉积。而且,阳极材料优选由含有13质量%或更多Cr的普通不锈钢板制成。当钢材的Cr浓度小于13质量%时,阳极反应主要生成氧气,从而抑制了铁和铬的溶解。由于此原因,阴极的沉积被抑制(主要生成氢气),因此导致无法接受的低电流效率。
适合用作本发明垫圈的芯材料(不锈钢板)是奥氏体不锈钢板或者具有铁素体和马丁体多相结构的不锈钢板,用冷轧或冷轧和热处理结合将其硬度Hv调整到300至500以使其具有弹性。芯材料的厚度依据所需特性而不同,但一般地具有从0.1至2.0mm,特别是从0.15至0.8mm的平均厚度。然而,当对其进行加糙表面处理,比如喷砂法或搪磨法时,如此薄规格的不锈钢板可能容易弯曲。由于此原因,上述的本发明非机械加糙的表面处理是适合于该芯材料的。
本发明的橡胶层是由耐热橡胶,比如碳氟橡胶、硅橡胶、氟硅氧烷橡胶、氢化丙烯腈丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶中的单独一种或者它们的组合,或者用上述橡胶中的一种作为粘结剂将无机或有机纤维结合或者将无机或有机填料结合获得的复合物制成的。橡胶层平均厚度优选从10至500μm。同样也优选将粘结剂层插入芯材料和橡胶层之间。粘结剂的实例可以包括含有环氧树脂或苯酚树脂作为主要成分的树脂。粘结剂层通过用粘结剂涂覆芯材料表面,然后烘焙形成。
下文,将对实施方式进行描述,因此,本发明将得到更详细的解释。
实施例1
在厚度为0.3mm的SUS301,3/4H奥氏体不锈钢板(Hv为约380)上进行常规碱电解脱脂,然后用水清洗。接着,在25℃,将该不锈钢板浸入42质量%氯化铁中1分钟以加糙其表面。用水清洗后,在碱性溶液中,采用80℃的20g/l氢氧化钠、30g/l Na3PO4·12H2O和40g/l碳酸钠的混合溶液,在6A/dm2的阴极电流密度下对该不锈钢板进行阴极电解,处理时间为1.5、2.0、2.5、3.0、5.0和10.0分钟。然后,再用水清洗不锈钢板,并风干。
另外,为了比较,制备下列试样材料:进行涂层类铬酸盐处理(常规碱性脱脂、接着用水清洗,用涂层类铬酸盐溶液同时在前和后表面进行涂覆,调整到预定的浓度,通过采用辊涂机(roll coater)使厚度为50±20mg/m2)的试样材料、毛面辊涂装(dull-roll finishing)的试样材料、没有加糙处理的试样材料和进行加糙(未在碱性溶液中进行阴极电解)的试验材料。
用不锈钢板试样作为芯材料,在每个试样的表面形成主要含有环氧树脂的粘结剂层(厚度为约5μm)。接着,通过采用丙烯腈丁二烯橡胶(下文缩写为NBR)作为粘结剂将无机和有机纤维以及无机和有机填料结合获得的复合物涂覆于其上(平均厚度为150μm)。将涂覆NBR的不锈钢板切成20×90mm的试样块,该试样块用于下面的防冻溶液抵抗力试验。
防冻溶液抵抗力试验通过将放置在高压釜中的防冻溶液加热到150℃进行。放置试样块使每个试样块的一半长度浸入该防冻溶液,而另一半暴露于气相(蒸气相)中。在预定时间后,将试样块取出,在室温下放置一天干燥,然后,依照JISK5400在每个试样上划1mm的网格,当试样块沿网格对角线弯曲180°时,网格单元剥离的数目作为评估的尺度。评估10个单元,将剥离单元的数量从10中减去,从而得到试样的得分。最终的得分用作评估度量。试验中用的防冻溶液为A:Nissan提供的真实的长效冷却剂,和B:Subaru提供的真实的长效冷却剂。
防冻溶液A和防冻溶液B中的SUS301试样的防冻溶液抵抗力试验结果示于表1和表2。可以看出,本发明比常规的涂层类铬酸盐处理具有更好的防冻溶液抵抗力。进行毛面辊涂装的试样材料和没有进行加糙表面处理的试样材料具有很差的防冻溶液抗力。通过比较在碱性溶液中进行阴极电解处理的本发明和只进行加糙处理(未在碱性溶液中进行阴极电解)的试样材料,可以看出,防冻溶液抗力有显著的增加。
表1
在防冻溶液A中SUS301材料的防冻溶液抵抗力试验结果-

  加糙  碱性电解  (分钟)  0         70小时        168小时         336小时  V V/L  L  V V/L  L  V V/L  L  本  发  明  是    1.5  10  10  10  10  10  9.5  10  10  10  10    2.0  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10    2.5  10  10  10  10  10  10  9.5  10  10  9    3.0  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10    5.0  10  10  10  10  10  10  10  10  10  9.5    10.0  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10  对  比  实  施  例  是    否  10  10  7  5  5  3  0  3  0  1  否    否  10  8  0  2  0  0  0  0  0  0  毛面辊涂装  10  10  8  7  0  0  0  0  0  0  涂层类铬酸盐处理  10  7.5  2  2  2.5  1  0  1  0  0

V:蒸汽相,V/L:蒸汽/液体,L:液相
表2
在防冻溶液B中SUS301材料的防冻溶液抵抗力试验结果  加糙  碱性电解  (分钟)  0         70小时        168小时          336小时  V V/L  L  V V/L  L  V V/L  L  本  发  明  是    1.5  10  10  10  10  10  9  8.5  10  10  8.5    2.0  10  10  10  10  10  10  9.5  10  10  8.5    2.5  10  10  10  9  10  10  8.5  10  10  9    3.0  10  10  10  10  10  10  9.5  10  9.5  8.5    5.0  10  10  10  10  10  10  10  9  10  7    10.0  10  10  10  10  10  7  10  10  9  10  对  比  实  施  例  否    否  10  9.5  0  0  0  0  0  0  0  0    毛面辊涂装  10  10  7.5  1  0  0  0  0  0  0    涂层类铬酸盐处理  10  8.5  2  1  4  1  0  4  0.5  0

V:蒸汽相,V/L:蒸汽/液体,L:液相
实施例2
通过将SUS410S(13Cr-0.08C)冷轧成厚度为0.3mm,并通过连续退火热处理对金属结构进行调整,从而获得铁素体和马丁体多相结构的不锈钢板(Hv为约380)。将此不锈钢板进行常规碱性电解脱脂,然后用水清洗,在25℃,42质量%的氯化铁溶液中浸渍一分钟,从而加糙表面。用水清洗后,将该不锈钢板在80℃的20g/l氢氧化钠,30g/l Na3PO4·12H2O和40g/l碳酸钠的混合液中,和6A/dm2的阴极电流密度下进行阴极电解,处理时间为1.5、2.0、2.5、3.0和10.0分钟。然后再对不锈钢板进行水洗和风干。在得到的不锈钢板表面上形成主要含有环氧树脂(厚度为约5μm)的粘结剂层,并在其上形成NBR涂层(平均厚度为约150μm)。将涂覆NBR的不锈钢板切成试样块,如实施例1一样用于防冻溶液抵抗力试验。
在防冻溶液A和防冻溶液B中具有铁素体和马丁体多相结构的SUS410S试样的防冻溶液抵抗力试验结果示于表3和表4。发现与实施例1相似,本发明具有比常规涂覆型铬酸盐处理更好的防冻溶液抵抗力。通过与实施例1相比,发现本发明不受芯材料性能的影响。
表3
在防冻溶液A中具有铁素体和马丁体多相结构的SUS410S材料的防冻溶液抵抗力试验结果 加糙碱性电解  (分钟)  0        70小时             168小时        336小时  V V/L  L  V V/L  L  V V/L  L  本  发  明  是    1.5  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10    2.0  10  10  10  10  10  9  10  10  10  10    2.5  10  10  10  10  10  10  10  10  10  10    3.0  10  10  10  10  10  9  10  10  10  10    10.0  10  10  10  10  10  9.5  9.5  10  7  8  对比实  施例涂层类铬酸盐处理  10  7.5  2  2  2.5  1  0  1  0  0

V:蒸汽相,V/L:蒸汽/液体,L:液相
表4
在防冻溶液B中具有铁素体和马丁体多相结构的SUS410S材料的防冻溶液抵抗力试验结果 加糙  碱性电解    (分钟)  0           70小时         168小时          336小时  V V/L  L  V  V/L  L  V V/L  L  本  发  明  是    1.5  10  10  9.5  9  10  10  10  10  10  10    2.0  10  10  10  8  10  2  10  10  4  10    2.5  10  10  10  8  10  5  10  10  5  10    3.0  10  10  10  8.5  10  6  10  10  7  10    10.0  10  10  6  10  10  6  4.5  8  3.5  7  对比实  施例  涂层类铬酸盐处理  10  8.5  2  1  4  1  0  4  0.5  0

V:蒸汽相,V/L:蒸汽/液体,L:液相
在本发明中,与为了增加对橡胶粘附力的常规涂覆型铬酸盐处理不同,有毒的六价铬不会被洗脱。这已在下面的试验(GM3034)中证实。
将其上由碱性阴极电解形成沉淀物的不锈钢板用作试样材料。试样被切成5cm×5cm的尺寸(试样:50cm2包括两个表面),并将试样用于六价铬洗脱试验中。在六价铬洗脱试验中,采用比电导率为1×10-6S·cm-1或更小的超纯净水,它是通过对市售的蒸馏水(由Toray CO.,LTD.购得的TORAYPURE,LV-08)进行离子交换而获得的。在加热并煮沸50ml的此超纯净水之后,将试样块浸入该沸水5分钟。这就完成加热处理。当溶液冷却到室温时,加入(以代替因蒸发而失去的量)超纯净水以将溶液体积恢复到精确的50ml。
向洗脱试验后的溶液中加入1.5ml的H2SO4(9N)以进行酸化,所得溶液分到两个25ml的烧杯中,然后,将1ml二苯卡巴肼(0.5g+50ml丙酮+50ml超纯净水)加入到一个烧杯中,而另一个烧杯中不加任何物质(对比溶液)。将两种溶液转移到吸收池中(池的长度为1cm),在波长为540nm测定吸光度。标度线通过使用以0.5μg/50ml(GM3034中的检测极限),1.0μg/50ml和4.0μg/50ml的六价铬为参照试样制定。
得到六价铬浓度和试验获得的吸光度(Abs)的关系。如图1所示,试样(n=3)的吸光度为0.0425至0.0458。六价铬的浓度为0.5μg/50ml(检测限)或更少(试样块每单位面积的六价铬洗脱量为0.01μg/cm2或更少)。另外,发现六价铬的浓度离标度线为约0μg/50ml。因此,可以得出结论,六价铬没有从电解沉淀物中洗脱。
如本发明的由涂胶不锈钢板制成的垫圈在橡胶和不锈钢板之间具有良好的粘附力,并对防冻溶液有良好的抵抗力。此垫圈通过加糙不锈钢板芯材料以提供固着效果,然后通过在碱性溶液中进行阴极电解形成氢氧化铬、氧化铬、氧化铁和氢氧化铁沉淀物。这些沉淀物对不锈钢板加糙表面的粘结剂具有良好的粘附力。因此,由于芯材料的固着效果和沉淀物组成的作用,粘结剂和橡胶层紧紧地粘结于不锈钢板。当本发明应用于薄板时,与机械加糙技术不同,板不会弯曲。因此,本发明适合用作薄规格发动机垫圈。
正如上述,本发明有利于由涂胶不锈钢板制得的垫圈的广泛使用。

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本发明提供了一种对橡胶层具有良好粘附力、适合作为垫圈芯材料的涂胶不锈钢板,其制造方法和包括该涂胶不锈钢板的垫圈。本发明提供下列物质:具有加糙的表面的不锈钢板,其上沉积有氢氧化铬、氧化铬、氢氧化铁和氧化铁;用橡胶层通过涂覆该不锈钢板表面制成的涂胶不锈钢板;包括该涂胶不锈钢板的垫圈;该不锈钢板的制造方法,其中用化学加糙法和电化学加糙法中的至少一种将该不锈钢的加糙,然后在碱性溶液中对其进行阴极电解。 。

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