表面处理构件和复合结构体的制作方法

本发明涉及表面处理构件和复合结构体。

背景技术：

1、在作为基材的钢材的表面设置有各种锌系镀层作为表面处理层的锌系镀覆钢材是在建筑、汽车等领域中从提高结构构件的耐腐蚀性的观点出发而被广泛使用的坯料。作为坯料的锌系镀覆钢材在加工成各种形状后，根据需要，通过使用了螺钉、螺栓、铆钉等的紧固构件、使用了各种焊接方法等的接合处理而相互接合，成为具有所期望的形状的表面处理构件。

2、认为如上所述的表面处理构件根据该表面处理构件的用途而暴露于各种腐蚀环境下。因此，关于作为坯料的表面处理钢材的耐腐蚀性，以往进行了各种研究。

3、例如，在以下的专利文献1中公开了一种聚烯烃被覆重防腐蚀钢材，其中，对于基体钢材或在基体钢材的表面设置有铬酸盐层的铬酸盐被覆钢材，依次层叠环氧底漆层、马来酸酐改性聚烯烃层和聚烯烃层，环氧底漆层由透氧率在特定范围内的酚系固化剂和环氧树脂构成。在该专利文献1中记载，该聚烯烃被覆重防腐蚀钢材即使在土中、河川和海洋等这样的腐蚀环境极其严酷的条件下也能够使用。

4、另外，在以下的专利文献2中公开了一种被覆钢材，其在具有锌系镀层的钢材的表面依次形成有磷酸盐化学转化处理覆膜和涂装覆膜，所述磷酸盐化学转化处理覆膜除了锌和锰以外，还含有镍、镁或钙中的至少1种元素，所述涂装覆膜含有磷酸系防锈颜料和碱土金属的硫酸盐。在该专利文献2中，记载了该被覆钢材能够通过将一部分埋入混凝土或地面来使用。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2005-132105号公报

8、专利文献2：日本特开2007-262561号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、如上述专利文献1和专利文献2所关注的那样，推测在将表面处理构件设置于所期望的部位时，大多将至少其一部分埋设于土壤中。如果是表面处理构件中的在大气中露出的部分，则通过目视该露出部分，容易调查腐蚀状况。然而，对于埋设于土壤中的部分，与大气中不同，难以通过目视来调查腐蚀状况，另外，处于腐蚀状态的部分的维护也困难。因此，对于土壤中使用的表面处理构件，要求高耐腐蚀性。

3、本发明人等对土壤中的锌系镀覆钢材的腐蚀状况进行了研究。其结果分别发现，如后所述，距土壤表面的深度为1m以上的土壤中的锌系镀覆钢材的腐蚀行为与距土壤表面的深度为数cm左右的土壤中的锌系镀覆钢材的腐蚀行为大不相同，进而，上述专利文献2中关注的土壤腐蚀环境主要符合距土壤表面的深度为1m以上的土壤中的腐蚀行为。在此基础上发现，在这样的距土壤表面的深度为数cm左右的土壤中，即使以上述专利文献1和专利文献2中公开的表面处理钢作为坯料制造表面处理构件，其耐腐蚀性也存在改良的余地。

4、因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供即使在距土壤表面的深度为数cm左右的土壤中也能够显示优异的耐腐蚀性的、使用锌系镀覆钢材的表面处理构件和使用该表面处理构件的复合结构体。

5、用于解决问题的方案

6、为了解决上述课题，本发明人等进行了深入研究，结果想到：在作为表面处理构件的坯料使用的具有锌系镀层的表面处理钢材中，根据所暴露的腐蚀环境(例如，是大气中还是土壤中等)来变更设置于表面处理钢材的表面的化学转化处理层的状态。本发明人等基于该构思进行了进一步的研究，结果想到了以下说明的表面处理构件。

7、基于该构思而完成的本发明的主旨如下所述。

8、(1)一种表面处理构件，其由表面处理钢材构成，上述表面处理钢材具有：作为母材的钢材、位于上述钢材的表面的锌系镀层、以及位于上述锌系镀层的表面的化学转化处理层，上述化学转化处理层含有包含磷元素p的化合物，将与上述表面处理钢材1m2的大小对应的量的上述化学转化处理层在水温35~45℃的离子交换水中浸渍60分钟时，从上述化学转化处理层溶出到上述离子交换水中的p的量为5~50mg/m2。

9、(2)根据(1)所述的表面处理构件，其通过将上述表面处理钢材的至少一部分埋设于土壤中来使用。

10、(3)根据(1)所述的表面处理构件，其中，在通过利用x射线光电子能谱法(xps)分析上述化学转化处理层的表面而得到的p2p窄谱中，在133.90±0.25ev处具有极大值的峰的积分强度相对于在132.80±0.25ev处具有极大值的峰的积分强度的比率为0.20~0.50。

11、(4)根据(1)所述的表面处理构件，其中，对上述化学转化处理层从表面到与上述锌系镀层的界面实施能量色散型x射线光谱法(eds)的线分析时得到的关于p的浓度的深度分布中，上述化学转化处理层的表面侧的p的平均浓度为1~20质量%。

12、(5)根据(1)所述的表面处理构件，其中，上述化学转化处理层的p浓度以p换算计为0.1~15.0质量%。

13、(6)根据(1)所述的表面处理构件，其中，上述化学转化处理层的厚度为30~5000nm。

14、(7)根据(1)所述的表面处理构件，其中，上述化学转化处理层含有选自由硅烷偶联剂、阀金属和有机树脂组成的组中的1种或2种以上。

15、(8)根据(1)~(7)中任一项所述的表面处理构件，其中，上述锌系镀层是具有如下化学组成的镀层：以质量%计，含有al：0.10%以上且小于40.00%、mg：0.10%以上且小于15.00%，余量为zn和杂质。

16、(9)根据(8)所述的表面处理构件，其中，上述锌系镀层是以质量%计含有al：0.10%以上且小于40.00%、mg：0.10%以上且小于15.00%、zn：60.00%以上的镀层。

17、(10)根据(1)~(7)中任一项所述的表面处理构件，其中，上述锌系镀层是具有如下化学组成的镀层：以质量%计，含有al：0.10%以上且小于40.00%、mg：0.10%以上且小于15.00%，还含有选自由下述元素组a、元素组b、元素组c、元素组d、元素组e和元素组f组成的组中的1种或2种以上，余量为zn和杂质。

18、[元素组a]：选自由si：2.50%以下和fe：5.00%以下组成的组中的1种或2种

19、[元素组b]：选自由sb：小于0.50%、pb：小于0.50%和sr：小于0.50%组成的组中的1种或2种以上

20、[元素组c]：选自由cu：小于0.25%、ti：小于0.25%、cr：小于0.25%、nb：小于0.25%、ni：小于0.25%、mn：小于0.25%、co：小于0.25%和v：小于0.25%组成的组中的1种或2种以上

21、[元素组d]：选自由sn：20.00%以下、bi：小于5.00%和in：小于2.00%组成的组中的1种或2种以上

22、[元素组e]：选自由ca：3.00%以下、la：小于0.50%、ce：小于0.50%和y：0.50%以下组成的组中的1种或2种以上

23、[元素组f]：b：小于0.50%

24、(11)根据(10)所述的表面处理构件，其含有上述元素组a。

25、(12)根据(10)所述的表面处理构件，其含有上述元素组b。

26、(13)根据(10)所述的表面处理构件，其含有上述元素组c。

27、(14)根据(10)所述的表面处理构件，其含有上述元素组d。

28、(15)根据(10)所述的表面处理构件，其含有上述元素组e。

29、(16)根据(10)所述的表面处理构件，其含有上述元素组f。

30、(17)根据(10)所述的表面处理构件，其中，上述锌系镀层是以质量%计至少含有al：4.0%以上且小于25.0%、mg：0.3%以上且小于12.5%的镀层。

31、(18)一种复合结构体，其是由表面处理钢材构成的表面处理构件与土壤的复合结构体，上述表面处理钢材具有作为母材的钢材、位于上述钢材的表面的锌系镀层、以及位于上述锌系镀层的表面的化学转化处理层，其中，针对上述表面处理构件与上述土壤的界面的至少一部分，在上述化学转化处理层与上述土壤之间存在含有zn和p的p-zn系复合层。

32、(19)根据(18)所述的复合结构体，其中，上述p-zn系复合层是具有如下化学组成的层：以质量%计，含有zn：1.0%以上且10.0%以下、p：0.5%以上且5.0%以下，余量为h、c、o、si和杂质。

33、(20)根据(19)所述的复合结构体，其中，上述锌系镀层的化学组成中还含有al和mg，上述p-zn系复合层的上述化学组成还含有al：0%以上且10.0质量%以下、mg：0%以上且10.0质量%以下中的至少任一种来代替余量的h、c、o、si的一部分。

34、发明的效果

35、如上所述，根据本发明，在使用锌系镀覆钢材的表面处理构件和使用该表面处理构件的复合结构体中，即使在距土壤表面的深度为数cm左右的土壤中，也能够实现优异的耐腐蚀性。