[发明专利]镀锌类钢板的表层氧化膜的膜厚测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及迅速测定在镀锌类钢板表层形成的厚度为10nm～100nm的氧化膜厚度的技术。

背景技术

在钢铁、半导体、显示器等产品领域中，有时厚度为数十至数百nm的表层被膜成为决定产品特性的因素。在钢铁产品领域中，有时厚度为数十至数百nm的表层薄膜成为决定产品冲压成形特性的因素。在汽车、家电产品使用的钢板中，近年来，从高耐腐蚀性的观点出发多施行锌类的镀覆。在对镀锌类钢板进行冲压成形而制造难成形部件的情况下，存在容易在难以加工的部位产生钢板的冲压裂纹的问题。公知有在冲压时使用高粘度的润滑油来改善该镀锌类钢板的冲压成形性的方法。但是在该方法中，在冲压成形后不强化脱脂工序时，存在后期工序的化学转化处理或涂装等中产生不均的问题。

作为减少这种后期工序中的问题的方法，公知有在镀层的表面形成具有润滑作用的被膜的方法。例如在专利文献1至3中公开了如下技术：通过在镀锌类钢板的表面施行电场处理、浸渍处理、涂敷氧化处理或加热处理，形成以锌氧化物作为主体的氧化膜而提高焊接性或可加工性。

在专利文献4中公开了如下技术：通过将镀层钢板浸渍到含磷酸钠5～60g/l的pH2～6的水溶液中，或进行电解处理，或涂敷上述水溶液，在镀锌类钢板的表面形成以磷氧化物为主体的氧化膜，从而提高冲压成形性和化学转化处理性。在专利文献5中公开了如下技术：通过在镀锌类钢板的表面进行电解处理、浸渍处理、涂敷处理、涂敷氧化处理或加热处理，生成Ni氧化物而提高冲压成形性和化学转化处理性。

这种在镀层表面形成具有润滑作用的含氧被膜(氧化膜)的方法中，在进行产品特性的控制的管理方面非常重要的是迅速对氧化膜的厚度进行评价。作为对氧化膜厚度进行评价的技术，公知有：(1)使俄歇电子分光法、X射线光电子分光法等表面分析方法和离子刻蚀组合而测定深度方向的信息的方法；(2)制作截面试样，用透射电子显微镜从膜厚方向进行观察的方法；(3)利用光在薄膜中的干涉效果的椭圆偏振等光学方法等。

专利文献1：特开昭53-60332号公报

专利文献2：特开平2-190483号公报

专利文献3：特开2004-3004号公报

专利文献4：特开平4-88196号公报

专利文献5：特开平3-191093号公报

在热镀锌类钢板的情况下，镀层表面的氧化膜即便是数nm级别的膜厚也有改善冲压成形性的效果，如在专利文献3等中公开的那样，膜厚在10nm以上时改善效果特别大。因此，如果能够迅速测定镀层表面的氧化膜的厚度，就可通过将其测定结果反馈给制造工序而提高冲压成形性优良的产品的成品率。并且，可通过用于出货判定而进行产品的质量管理。

上述的可用于评价极薄的氧化膜厚度的(1)至(3)的方法中，由于(1)和(2)在测定或试样调整时需要较长时间，因而根本谈不上对工序的反馈，连出货判定中的利用也非常困难。

在(1)的方法中，由于需要在超高真空中对试样进行测定，因而即便是使用具有预排气装置的装置，排气时也需要数十分钟至数小时，并且，由于反复进行蚀刻速度已知的离子蚀刻法而对氧化膜的膜厚进行测定，因而测定1个试样最少也要耗费数小时。

在(2)的方法中，由于调整1个试样最少要耗费半天以上，用透射电子显微镜观察调整后的试样还要耗费1个小时左右，使所拍摄的电子显微镜照片显影还要耗费数小时，因而1个试样的膜厚评价最短也需要1天左右的时间。

(3)的利用干涉作用的光学方法，适用于对像在硅片上形成的热氧化膜那样需要进行评价的薄膜处于平坦基底上的试样的膜厚进行评价的情况。但是，例如，如合金化热镀锌钢板那样，在基底镀层钢板上存在由调质轧制引起的凹凸、由合金化反应引起的微细的凹凸的情况下，难以确保膜厚的测定精度。

如上所述，最低限度能够以不会延误出货的速度精确地测定在热镀锌类钢板的表层形成的极薄氧化膜的厚度的技术目前还是未知的。

本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于提供能够迅速且高精度地测定在镀锌类钢板的表层形成的厚度为10nm～100nm的氧化膜的厚度的技术。并且，其主要目的在于，根据所测定的氧化膜厚度对具有该氧化膜的镀层钢板的冲压成形性进行评价。