專利名稱：耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材及其表面處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材及其表面處理方法。
背景技術：
眾所周知，在許多情況下，在腐蝕環(huán)境下使用的鋼材，其組成要進行調節(jié)，或者要使用表面處理等方法在其表面形成覆蓋薄膜。其目的是防止由于腐蝕變薄和腐蝕斑點出現(xiàn)引起的靜態(tài)強度的變差和疲勞強度的減小，并防止由于生銹導致的外觀變差。
然而，問題是由于加入Cr、Ni、Mo等耐腐蝕元素或提高這些元素含量用以控制組成，則產品成本和生產成本都會增加。另一種方法是形成鋅膜，為的是通過所謂犧牲腐蝕進行保護，此時是在鋼材上提供一種犧牲腐蝕層作為表面處理膜，從而抑制基體金屬的腐蝕。但是在例如鍍鋅方法中，需要工藝條件的控制，以避免生成針孔和不規(guī)則電鍍這些情況。此外，在電鍍法中，還需要不同的處理以防止氫侵入鋼材引起的氫脆現(xiàn)象，而氫是在陰極要進行處理的鋼材的表面附近產生的。因此，電鍍法的問題是生產過程復雜性，因而生產成本增加。
一種使用含鋅磷酸鹽的覆蓋薄膜處理(用磷酸鋅進行的化學轉換處理)是可以比較簡便地采用的。但是這種覆蓋薄膜的耐腐蝕性不足。與此不同，有種被稱為背面處理的鋼材，它是用Zn-Al-Si基的熔融合金(商品名GalcaniumSteel，制造商Nittetsu Steel Sheet Corporation)進行涂覆的鋼材，此類鋼材既具有Zn的犧牲腐蝕保護作用，又具有Al的自修復作用。然而，這種熔融合金涂覆需要溫度為400℃或更高的涂覆浴。因此之故，當將鋼材浸入熔融合金時的加熱作用而致機械強度降低成為問題時，這個方法就不能采用。
這里提出的涉及鋼材的已知專利出版物例子包括日本專利3381647(專利文件1)和日本專利申請公開9-272982(專利文件2)。專利文件1揭示了一種耐腐蝕性極佳的有機物涂覆的鋼板，其制造是在鍍鋅鋼板上形成化學轉變覆蓋薄膜，然后再形成含磷酸鋁的有機物覆蓋薄膜。但是，專利文件1揭示的鋼板制造方法復雜，且成本高，因為要在形成含磷酸鋁的有機物覆蓋薄膜之前進行化學轉變處理。
專利文件2揭示了一種鐵損低的單向電磁鋼板及其制造方法。這種單向電磁鋼板有一覆蓋薄膜，該覆蓋薄膜包括楊氏模量為100GPa或更大、與鋼板基材的線膨脹系數(shù)之差為2×10-6或更大的第一層，以及含磷酸鋁的第二層。在其制造方法中，在施加涂覆液體和干燥涂覆薄膜以形成第二層以后，鋼板在400°-1000℃的溫度范圍進行焙燒。但專利文獻2的問題是，當鋼材在400°-1000℃的溫度范圍進行加熱以后其機械強度減小。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都極佳的鋼材及其表面處理方法，該表面處理方法能夠代替電鍍、化學轉變覆蓋和熔融合金鍍覆等常規(guī)表面處理方法、解決生產成本高、工藝復雜、氫脆和材料強度降低等問題。
本發(fā)明的第一個方面是提供一種耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材，該鋼材上有一層覆蓋薄膜，其中覆蓋薄膜的平均組成中Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn和Cr原子總數(shù)之比為0.5％或更大，且此覆蓋薄膜的平均組成中Al原子數(shù)目大于表面處理前鋼材平均組成中Al原子的數(shù)目。
本發(fā)明的第二個方面是提供一種耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材，該鋼材上有一層覆蓋薄膜，其中在由鋼材表面至深度為5μm的區(qū)域的平均組成中，Al原子的數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn和Cr原子總數(shù)之比為0.5％或更大，且此覆蓋薄膜的平均組成中Al原子數(shù)目大于表面處理前鋼材平均組成中Al原子的數(shù)目。
本發(fā)明的第三個方面是提供一種鋼材的表面處理方法，包括在讓酸度比為3.3-5.7且含鋁離子的室溫水溶液與鋼材表面接觸之后，將鋼材清洗；以及將鋼材干燥。
本發(fā)明的第四個方面是提供一種鋼材的表面處理方法，包括在讓酸度比為3.3-5.7且含鋁離子的室溫水溶液與鋼材表面接觸之后，將鋼材干燥；以及在將鋼材清洗以后再次干燥之。
附圖簡述

圖1A是表示本發(fā)明表面處理的第一個方案的流程圖。
圖1B是表示本發(fā)明表面處理的第二個方案。
發(fā)明詳述下面將詳細描述本發(fā)明。
本發(fā)明人通過對鋼材腐蝕機理和化學轉變處理方法的充分研究完成了本發(fā)明。
1.按照本發(fā)明第一實施方式，一種耐腐蝕性和耐磨蝕疲勞性極佳的鋼材在其表面上具有一層覆蓋薄膜，在該覆蓋薄膜的平均組成中，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子的總數(shù)之比為0.5％或更大，而且此覆蓋薄膜的平均組成中Al原子數(shù)目大于表面處理前鋼材平均組成中Al原子的數(shù)目。
2.按照本發(fā)明第二實施方式，一種耐腐蝕和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材在其表面上具有一層覆蓋薄膜，在該鋼材表面到深度達5μm的區(qū)域的平均組成中，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子的總數(shù)之比為0.5％或更大。
在本發(fā)明的上述1、2兩個項目中，“Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子的總數(shù)之比”是以元素分析為基礎，測量由鋼材表面向內深達5μm的區(qū)域進行分析就足夠了。此區(qū)域可以只是覆蓋薄膜，或者覆蓋薄膜與基體材料兼而有之。“任意加入的Si、Mn、Cr”的意思是這些元素一個都未加入或者加入了這些元素中的至少一種。
在本發(fā)明的項目2中，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子的總數(shù)之比較好是0.5％或更大，3％或更大尤佳。當Al原子數(shù)目所占的比例小于0.5％時，下面將述的犧牲腐蝕保護和形成鈍態(tài)這兩種作用都太弱，不能獲得足夠的耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性。
3.按照本發(fā)明第三個實施方式的鋼材表面處理方法，它包括在讓酸度比為3.3-5.7且含鋁離子的室溫水溶液與鋼材表面接觸之后，將鋼材清洗；以及將鋼材干燥。
4.按照本發(fā)明第四個實施方式的鋼材表面處理方法，它包括在讓酸度比為3.3-5.7且含鋁離子的室溫水溶液與鋼材表面接觸之后，將鋼材干燥；以及在將鋼材清洗以后再次干燥之。
在本發(fā)明上述3、4兩個項目所述的方法中，酸度比確定為3.3-5.7，是由于以下的理由。即，若酸度比小于3.3，由于鋼材受到過于劇烈的腐蝕，覆蓋薄膜的形成受到抑制。另一方面，若酸度比大于5.5，由于鋼材受到的腐蝕作用太弱，覆蓋薄膜形成所需用的時間很長。酸度比較佳是3.8-5.4。
在本發(fā)明3、4兩個項目所述的方法中，較佳的是讓含鋁離子的水溶液與鋼材表面(在40°-50℃接觸30秒或更長的時間。若接觸時間短于30秒，鋼材受到的腐蝕作用不夠，因而不能獲得耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性均佳的覆蓋薄膜。
在本發(fā)明3、4兩個項目所述的方法中，也較佳的是讓含鋁離子的水溶液與鋼材表面在30℃接觸180秒或更長的時間。若接觸時間短于180秒，鋼材受到的腐蝕作用不夠，因而不能獲得耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性均佳的覆蓋薄膜。
在本發(fā)明項目4的方法中，較佳的是在讓鋼材表面與室溫的含Al離子水溶液接觸以后，在用水清洗以前，將鋼材在50℃或更低的溫度進行干燥。將干燥溫度規(guī)定為50℃或更低，是因為若干燥溫度高于50℃，由于水分蒸發(fā)太快，覆蓋薄膜的致密度減弱，導致覆蓋薄膜的強度降低。
鋼材接受本發(fā)明的表面處理，處理工藝方便，成本也小，而且鋼材顯示出極佳的耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性，而不產生氫脆和強度降低的現(xiàn)象。
下面將詳細描述本發(fā)明。
圖1A表示本發(fā)明表面處理的一個方案，它是表面處理的第一個方案，其中作為后處理的步驟，是在清洗步驟1以后，進行一個干燥步驟。圖1B表示本發(fā)明表面處理的另一個方案，它是表面處理的第二個方案，其中作為后處理的步驟，是在第一干燥步驟2a以后，依序進行清洗步驟1的第二干燥步驟2b。
優(yōu)選對鋼材表面預先用一種含有機溶劑或表面活性劑的清洗水溶液進行清洗以便去污，如圖1A和1B中的前處理步驟，或者預先用酸溶液除銹。這可以使本發(fā)明的效果更加明顯。要用于圖1A和1B中清洗的水，其含氯量應盡可能小。獲得圖1A和1B中處理用的溶液(下稱處理溶液)是將磷酸鋁(AlPO4)加入到水中，再加磷酸(H3PO4)用于AlPO4的溶解。AlPO4的重量濃度宜為1-10％。
當AlPO4重量濃度超過10％時，因為溶解AlPO4用而加入的H3PO4增多，鋼材會被酸所腐蝕。另一方面，當AlPO4重量濃度小于1％時，因AlPO4要常常補充，操作性能就降低。例如，工業(yè)水，城市用水和蒸餾水可用作溶劑用的水，但若水中含有氯，會加速腐蝕，所以Cl應盡可能除去它。
任何方法例如浸沒、空氣噴灑和刷涂都可用來使處理溶液與鋼材接觸。雖然形成覆蓋薄膜的機理尚未充分闡明，但可以設想如下。
一代磷酸鋁(Al(H2PO4)3)、H3PO4和AlPO4在處理溶液中處于平衡狀態(tài)，用下式(1)表示。當鋼材與處理溶液接觸時，H3PO4與Fe相互作用，如下式(2)所示，在鋼材表面附近溶液中H3PO4的濃度就減小，如式(1)所示。因此式(1)所示的平衡向右移動，難溶的AlPO4就會在鋼材表面沉淀形成覆蓋薄膜。
(1)(2)覆蓋薄膜的形成可以視為基于H3PO4對鋼材的腐蝕作用以及Al(H2PO4)3分解形成的難溶AlPO4的沉淀。也可以認為在上述形成的AlPO4中含有溶解的Fe，因此形成了包含Al、Fe、P、O的薄膜。因此，在用本發(fā)明的溶液進行處理的條件中，H3PO4和Al(H2PO4)3的摩爾比很重要，而且酸度比的控制至關重要。
這里所述的“酸度比”一詞是指處理溶液中總磷酸(H3PO4和Al(H2PO4)3的酸度點與游離磷酸(H3PO4)的酸度點之比。關于“點”的描述如下。將處理溶液(10cc)在室溫用0.1N氫氧化鈉(NaOH)溶液中和，加入2至3滴甲基橙溶液作為指示劑。游離磷酸的酸度點是當溶液顏色轉變?yōu)槌壬珪r所用NaOH水溶液體積的cc數(shù)。同樣，總酸度點是加入2至3滴酚酞指示劑，如上所述進行中和，當溶液顏色變?yōu)闇\粉紅色時所用同樣NaOH水溶液體積的cc數(shù)。處理溶液的酸度比可以通過加入堿的溶液如NaOH水溶液來控制。
例如，可供形成覆蓋薄膜的處理溶液的獲得，可以是增加酸度比或減少H3PO4的量來維持式(1)中的平衡。在一具體處理條件下，酸度比宜為3.3-5.7，尤其宜為3.8-5.4。若酸度比小于3.3(H3PO4太多)，由于鋼材的劇烈腐蝕，覆蓋薄膜的形成受到抑制，而若酸度比大于5.7(H3PO4太少)，因為對鋼材的腐蝕作用較弱，形成覆蓋薄膜就需要很長的時間。
當鋼材與處理溶液接觸時，優(yōu)選使用經(jīng)過加熱的處理溶液，因為此時式(2)的反應速率增大，因此覆蓋薄膜的形成加速。當處理溶液的溫度為室溫、30℃和40°-50℃時，所需的鋼材與處理溶液接觸的時間分別是1000秒或更長、180秒或更長、和30秒或更長。當接觸時間短于上述時間時，腐蝕鋼材的作用就不充分，因而不能獲得耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都佳的覆蓋薄膜。處理溶液溫度的上限宜為50℃或低些，因為溫度太高，溫度控制困難，同時保持該溫度的成本較高。
鋼材可以在上述處理之后立即清洗(表面處理第一方案，圖1A)，或在上述處理之后，在干燥之后再進行清洗(表面處理第二方案，圖1B)。進行干燥是為了除去附著的水，此時鋼材可以置于室溫或加熱的氣氛中。此外，可以使用常規(guī)的干燥爐。表面處理第二方案中的第一干燥步驟的溫度宜為50℃或低些。溫度超過50℃不好，因為水會迅速蒸發(fā)，導致生成的覆蓋薄膜的致密度降低，從而減少其強度。
經(jīng)過上述處理的鋼材，預期因表面上形成的覆蓋薄膜中的Al組分而具有犧牲腐蝕保護作用，且因Al組分氧化而形成鈍化膜的作用。鋼材表面上覆蓋薄膜中的Al原子的濃度是采用能量分散X射線譜(EDX)儀在表面至深度達5μm的區(qū)域中進行定量分析測得的，并經(jīng)過ZAF校正(Z取決于樣品組成差異的發(fā)射X射線強度差異；A樣品中X射線的吸收；F樣品中由發(fā)射的X射線產生的激發(fā)熒光)。當基于上述定量分析，Al原子數(shù)目用A表示，構成鋼材的元素和構成處理溶液的元素的原子總數(shù)用B表示時，A(Al原子數(shù)目)對B之比應為0.5％或較大，3％或較大尤佳。若Al原子數(shù)的比例小于0.5％，上述的犧牲腐蝕作用和形成鈍化膜的作用都太弱，以致于無法獲得充分的耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性。
按照本發(fā)明，有可能進行成本低的表面處理是因為磷酸鋁、磷酸和蒸餾水價格低廉，容易獲得，而且處理工藝簡便。由于處理溶液只有弱酸性，因此從鋼材產生的氫氣量很少，鋼材就基本上不會發(fā)生氫脆。而且，所有的處理都在50℃或更低的溫度進行，材料的強度基本上不會降低。
實施例下面將敘述一些實施例，但本發(fā)明不限于這些實施例。
取直徑4mm、長20-80mm的鋼材SAE 9254(Fe-0.56％C-1.42％Si-0.75％Mn-0.68Cr)，其表面在表1中的各種條件下進行處理。預先用噴紗處理除去厚而密實的氧化鐵銹，獲得所用的鋼材材料。預處理步驟包括對鋼材用蒸餾水清洗，用丙酮去污，然后再將其浸入稀的鹽酸水溶液再次除去鐵銹。然后將要進行表面處理的鋼材按表1中的各種條件浸入處理溶液中，用蒸餾水清洗，任其自行干燥(表1中50℃干燥行中用“-”表示)。酸度比的控制通過在處理溶液中加入氫氧化鈉水溶液來進行。如果需要，在浸入處理溶液后，將鋼材置于保持在50℃的干燥箱中在空氣中進行干燥(表中50℃干燥行中用“50”表示)。
表1

表1(續(xù))

采用EXD裝置進行元素分析，定量獲得了從表面到深度5μm的區(qū)域中Al原子數(shù)目所占的比例，測量值經(jīng)過了ZAF校正。A對B之比根據(jù)定量分析結果計算，其中A指Al原子數(shù)目，B指Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子的總數(shù)。在表1中，此比例為3％或更大的材料用“3或更大”表示，此比例為0.5％或更大但小于3％的用“0.5至3”表示，此比例為小于.5％的用“小于0.5”表示。
為評估耐腐蝕性，將試驗材料置于一個恒溫怛濕(26℃，95％相對濕度)箱中200小時。200小時后，目測生銹區(qū)域占總表面積的百分數(shù)。此百分數(shù)小于80％、80％至90％，大于90％的分別評價為“很好”(具有極佳耐腐蝕性的水平)、“好”(具有良好耐腐蝕性的水平)、“差”(具有較差耐腐蝕性的水平)，比較的標準是比較例1中的生銹區(qū)域C比例。
為了評價耐腐蝕疲勞性，反復進行將試驗材料置于鹽水(35℃，5％NaCl)噴淋條件下振動30分鐘的步驟，此時施加的剪切應力為733±441MPa，3000次(1.5Hz，約30分鐘)，然后將試驗材料置于恒溫恒濕(26℃，95％相對濕度)箱中直至其破裂。根據(jù)比較例1的保持時間值D作為標準，當保持時間值為120％或更大、110％至120％、小于110％時，分別評價為“很好”(具有極佳耐腐蝕疲勞性的水平)、“好”(具有良好耐腐蝕疲熒性的)、“差”(具有較小的耐腐蝕疲勞性的)。
結果列于表1中。比較例1的鋼材是未經(jīng)處理的材料，用作評價耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性的標準。
比較例2和3以及實施例1-6的鋼材按圖1B的表面處理第二方案進行了處理，即，將鋼材先浸沒在室溫的處理溶液180秒后，空氣中加熱于50℃進行干燥(第一干燥步驟)，清洗，然后再任其自行干燥(第二干燥步驟)，處理溶液的酸度比在2.0-5.7之間改變。酸度比為3.3-5.7范圍的實施例1-6的鋼材，Al原子數(shù)目所占比例是“0.5-3”或者“3或更大”，其中酸度比在3.3到5.7的范圍。特別地，酸度比在3.8-5.4范圍內的實施例2-5的鋼材，Al原子數(shù)目所占比例都是“3或更大”。但是，酸度比為2.5或較小的比較例2和3的鋼材，Al原子數(shù)目所占比例都“小于0.5”。
酸度比在3.3-5.7范圍的實施例1-6的鋼材，其耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性“好(良好水平)”或“很好(極佳水平)”。特別是酸度比3.8-5.4范圍的實施例2-5的鋼材，其耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都“很好(極佳水平)”。但酸度比是2.5或較小的比較例2和3的鋼材，其耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都“差(較差水平)”。
實施例7-10中的鋼材按照圖1B的表面處理第二方案進行了處理。即，將鋼材在酸度比4.7的室溫處理溶液中浸沒，空氣中加熱至50℃進行干燥，清洗，再任其自行干燥，浸沒在處理溶液中的時間在5-1000秒的范圍內。所有這些實施例中，Al原子數(shù)目所占比例都是“0.5-3”或者“3或更大”。特別地，浸沒在溶液中30秒或更長時間的實施例8-10的鋼材，Al原子數(shù)目所占比例都是“3或更大”。在所有實施例中，耐腐蝕性和耐腐蝕性疲勞性都“好(良好水平”或“很好(極佳水平)”。特別地，浸入時間為360秒或更長的實施例9和10，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性“很好(極佳水平)”。
比較例4-7和實施例11的鋼材按圖1A的表面處理第二方案進行了處理。即，鋼材在酸度比4.7的室溫處理溶液中浸沒(時間在5-1000秒范圍內，清洗，任其自行干燥。浸沒時間為1000秒的實施例11，Al原子數(shù)目所占比例為“3或更大”。但是，浸沒時間為360秒或更短的比較例4-7，Al原子數(shù)目所占比例“小于0.5”。浸沒時間為1000秒的實施例11，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性“很好(極佳水平)”。但是，浸入時間為360秒或更短的比較例4-7，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性“差(較佳水平)”。
比較例8和9以及實施例12-14的鋼材按圖1A的表面處理第一方案進行了處理。即是，鋼材在酸度比4.7的30℃處理溶液中浸沒，時間在5-1000秒范圍內變化，清洗，任其自行干燥。浸沒時間180秒或更長的實施例12-14，Al原子數(shù)目所占比例為“0.5-3”或者“3或更大”。特別地，浸沒時間1000秒的實施例14，Al原子數(shù)目所占比例“3或更大”。但是，浸沒為30秒或更短的比較例8和9，Al原子數(shù)目所占比例“小于0.5”。浸沒時間180秒或更長的實施例12-14，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性“好(良好水平”或“很好(極佳水平)”。特別地，浸沒時間1000秒的實施例14，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性“很好(極佳水平)”。但是，浸沒時間30秒或更短的比較例8和9，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都“差(較差水平)”。
比較例10和11以及實施例15-22的鋼材按圖1A的表面處理第一方案進行了處理。即，鋼材浸沒在酸度比4.7溫度40℃或50℃的處理溶液中，時間在5-1000秒范圍內改變，清洗，任其自行干燥。浸沒時間為30秒或更長的實施例15-22，鋁原子數(shù)據(jù)所占比例為“3或更大”。但是，浸沒時間僅為5秒的比較例10和11，鋁原子數(shù)目所占比例為“小于0.5”。浸沒時間為30秒或更長的實施例15-22，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都“好(良好水平)”或“很好(極佳水平)”。特別地，浸沒時間為180秒的實施例16-18和20-22，耐腐蝕性和耐腐疲勞性都“好(良好水平)”或“很好(極佳水平)”。特別地，浸沒時間為180秒的實施例16-18和20-22，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都“很好(極佳水平)”。但是，浸沒時間僅為5秒的比較例10和11，耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性都“差(較差水平)”。
雖然在上述實施例中敘述的是彈簧鋼，但也可方便地適用于螺栓和各種鐵基結構的鋼材。
本發(fā)明不限于上述直徑和長度的鋼材SAE 9254，也適用于實際使用的其他鋼材而不偏離本發(fā)明精神。具體地說，本發(fā)明對至少含有Fe和C以及任選地加入的Si、Mn、Cr中至少一種元素的所有鋼材都適用。此外，表面處理條件(例如浴溫、浸沒時間等)不限于各實施例中所述的條件，而是可以在范圍內作適當?shù)慕M合而不偏離本發(fā)明精神。
權利要求
1.一種耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材，其特征在于在其表面上有一層覆蓋薄膜，其中所述覆蓋薄膜的平均組成中，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子總數(shù)之比是0.5％或更大，且所述覆蓋薄膜的平均組成中，Al原子數(shù)目大于表面處理前鋼材平均組成中Al原子的數(shù)目。
2.一種耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材，其特征在于在其表面上有一層覆蓋薄膜，其中在所述鋼材表面至深度5μm的區(qū)域的平均組成中，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子總數(shù)之比是0.5％或更大，且所述覆蓋薄膜的平均組成中，Al原子數(shù)目大于表面處理前鋼材平均組成中Al原子的數(shù)目。
3.如權利要求2所述的耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材，其特征在于，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子總數(shù)之比是3％或更大。
4.一種鋼材的表面處理方法，其特征在于包括(1)在使酸度比為3.3-5.7且含Al離子的室溫水溶液與鋼材表面接觸以后，對所述鋼材進行清洗；以及(2)對所述鋼材干燥。
5.一種鋼材的表面處理方法，其特征在于包括(2a)在使酸度比為3.3-5.7且含Al離子的室溫溶液與鋼材表面接觸以后，對所述鋼材干燥；以及(2b)在(1)清洗以后再對所述鋼材進行干燥。
6.如權利要求4所述的鋼材表面處理方法，其特征在于包括使含Al離子的水溶液在40°-50℃的溫度與鋼材表面接觸30秒或更長時間。
7.如權利要求5所述的鋼材表面處理方法，其特征在于包括使含Al離子的水溶液在40°-50℃的溫度與鋼材表面接觸30秒或更長時間。
8.如權利要求4所述的鋼材表面處理方法，其特征在于包括使含Al離子的水溶液在30℃的溫度與鋼材表面接觸180秒或更長時間。
9.如權利要求5所述的鋼材表面處理方法，其特征在于包括使含Al離子的水溶液在30℃的溫度與鋼材表面接觸180秒或更長時間。
10.如權利要求5所述的表面處理方法，其特征在于包括在使鋼材與含Al離子的溶液接觸以后，在50℃或50℃以下進行干燥，然后清洗。
11.如權利要求4至10中任一項所述的鋼材表面處理方法，其特征在于含Al離子的水溶液的酸度比在3.8-5.4的范圍。
12.如權利要求4至10中任一項所述的鋼材表面處理方法，其特征在于，將磷酸鋁重量濃度為1-10％、酸度比為3.8-5.4的水溶液用作表面處理溶液。
全文摘要
一種耐腐蝕性和耐腐蝕疲勞性極佳的鋼材，其特征在于在其表面上有一層覆蓋薄膜，此覆蓋薄膜的平均組成中，Al原子數(shù)目對Fe、C、Al、P、O原子和任選加入的Si、Mn、Cr原子總數(shù)之比是0.5％或更大，而且此覆蓋薄膜的平均組成中，Al原子數(shù)目大于表面處理前鋼材平均組成中Al原子的數(shù)目。
文檔編號C23G1/02GK1924097SQ200610105920
公開日2007年3月7日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權日2005年7月15日
發(fā)明者鈴木健, 小野芳樹, 井海和也 申請人:日本發(fā)條株式會社