CN100363526C - 耐蚀性好的锌铝镁镀层钢材生产方法及锌铝镁镀层钢材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了锌铝镁合金镀层钢材生产方法及锌铝镁合金镀层钢材。采用了气体还原法，镀液的化学成分为Al 2.5%～20%，Mg 1.5%～4.5%，RE 0.01%～0.3%，其余为Zn和不可避免的杂质；在镀液加入适量的Si及V；带钢入锌锅的温度为480℃～520℃，镀液的温度控制在470℃～520℃，镀件在镀液中停留时间为2s～30s，气刀压力为2kPa～80kPa，镀后冷却速度＞1℃/s。本发明提高了镀液对钢材的润湿能力，从而避免了漏镀的发生，提高了镀层的结合力，不仅可以生产板材，还可以生产型材、管材、线材等镀层钢材，具有广阔的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明属于热浸镀锌领域，特别涉及一种耐蚀性好的锌铝镁镀层钢材及生产方法。
背景技术
在热浸镀锌领域中，为了提高镀锌钢材的耐蚀性，开发了锌5％铝0.06％稀土合金镀层钢材(商品名为Galfan)、锌55％铝1.6％硅合金镀层钢材(商品名为Galvalume)，但锌5％铝0.06％稀土合金仅提高耐蚀性2倍～3倍，锌55％铝1.6％硅虽然显著提高了耐蚀性，但丧失了锌的阴极保护性能。US3505043、特开平10-226865、特开平11-193452提供的锌铝镁合金镀层钢材显著提高了耐蚀性，且由于使用了镁，阴极保护性能好，但由于铝含量较高，使得镀层的合金层较厚，镀层附着力较差，锌合金液粘度大，易产生漏镀。
在钢材的合金镀层工艺中还有一种方法是采用溶剂法，采用溶剂法生产时，一般都应用于纯锌(或锌中单个合金元素含量＜5％)镀层钢材的生产。由于本产品要求其耐蚀性好，其铝镁的含量比较高，生产过程中合金润湿钢基的能力很差，易产生漏镀，且由于锌铝镁的镀液温度低，为450℃～580℃，不能使用高熔点的含氟溶剂，只能使用低熔点的氯化物溶剂，镀液中的铝优先于锌与氯化物溶剂作用，生成低沸点的氯化铝，在钢基表面发生大量气泡，使镀层与钢基的结合力变差，产品的合格率较低。因此到目前为止尚未发现用溶剂法生产锌铝镁镀层钢材的实例。
发明内容
为了解决气体还原法及溶剂法生产锌铝镁合金镀层钢材时存在的问题，本发明提供了锌铝镁合金镀层钢材生产方法及锌铝镁合金镀层钢材。
本发明采用的工艺方法是，开卷-焊接-脱脂-退火-温度调整-热浸镀-气刀擦拭-冷却-卷取的工艺，其特征在于，
a)其镀液的化学成分为Al 2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE 0.01％～0.3％，其余为Zn和不可避免的杂质；
b)带钢入锌锅的温度为480℃～520℃，镀液的温度控制在470℃～520℃，镀件在镀液中停留时间为2s～30s，气刀压力为2kPa～80kPa，镀后冷却速度＞1℃/s。
本发明镀层的化学组成按重量百分比为：Al2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE(混合稀土)0.01％～0.2％，其余为Zn和不可避免的杂质。
为了改善合金镀层的组织，在生产锌铝镁合金镀层钢材的溶液中加Si0.01％～0.5％，V0.0001％～0.2％，其锌铝镁合金镀层钢材其镀层的化学组成按重量百分比为：Al2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE(混合稀土)0.01％～0.2％，Si0.01％～0.5％，V0.0001％～0.2％其余为Zn和不可避免的杂质。
本发明提供了一种耐蚀性好的锌铝镁镀层钢材及生产方法，控制镀液中铝、镁、稀土、硅、钒的含量，并采用了溶剂法及气体还原法，提高了其对钢材的润湿能力，抑制了铝与氯化物溶剂的反应，从而避免了漏镀的发生，提高了镀层的结合力，提高了产品合格率，不仅可以生产板材，还可以生产型材、管材、线材等镀层钢材，具有广阔的推广应用前景。
具体实施方式
本发明锌铝镁镀层钢材生产方法有两种工艺。
本发明工艺主要采用的是，开卷-焊接-脱脂-退火-温度调整-热浸镀-气刀擦拭-冷却-卷取的工艺，其特征在于：
a)其镀液的化学成分为Al 2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE 0.01％～0.3％，其余为Zn和不可避免的杂质；
b)带钢入锌锅的温度为480℃～520℃，镀液的温度控制在470℃～520℃，镀件在镀液中停留时间为2s～30s，气刀压力为2kPa～80kPa，镀后冷却速度＞1℃/s。
本发明镀层的化学组成按重量百分比为：Al2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE(混合稀土)0.01％～0.2％，其余为Zn和不可避免的杂质。
为了改善合金镀层的组织，在生产锌铝镁合金镀层钢材的镀液中加Si0.01％～0.5％，V0.0001％～0.2％，其锌铝镁合金镀层钢材镀层的化学组成按重量百分比为：Al2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE(混合稀土)0.01％～0.2％，Si0.01％～0.5％，V0.0001％～0.2％，其余为Zn和不可避免的杂质。
本发明采用的另一种工艺为脱脂-水洗-酸洗-涂溶剂-烘干-热浸镀-空冷的工艺，
a)其镀液的化学成分为Al 2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE 0.01％～0.3％，其余为Zn和不可避免的杂质；
b)其溶剂为水溶液，化学组成为ZnCl2 200g/l～1000g/l、NH4Cl 0g/l～200g/1、KCl 0g/l～100g/l、NaCl 0g/l～100g/l，氯化稀土0g/l～100g/l，溶剂的pH控制在3～4；
c)镀液的温度控制在450℃～580℃，镀件在镀液中停留时间为2s～300s。
本发明溶剂的具体化学组成有ZnCl2 600g/l～800g/l、NH4Cl0g/l～200g/l、KCl 0g/l～100g/l、NaCl 0g/l～100g/l，氯化稀土0g/l～100g/l，溶剂的pH控制在3～4。
在对型钢进行热浸镀时，其镀液温度为450℃～560℃，镀件在镀液中停留时间为45s～300s。
对钢丝进行热浸镀，其镀液温度为450℃～520℃，镀件在镀液中停留时间为10s～60s。
对钢板、带钢进行热浸镀，其镀液温度为470℃～530℃，镀件在镀液中停留时间为10s～60s。
镀层中铝含量＜2.5％时，镀层钢材的耐蚀性差，铝含量＞20％时，镀层钢材的阴极保护性能差。
镀层中镁含量＜1.5％时，镀层钢材的耐蚀性差，镁含量＞4.5％时，镀层钢材的镀层韧性差。
镀层中稀土含量＜0.01％时，易产生漏镀，不能完全抑制铝与氯化物溶剂的反应，稀土含量＞0.2％时，合金的溶液易氧化，生成大量浮渣，难以施镀。
镀液中的稀土含量控制在0.02％～0.3％的理由是，稀土除了部分进入镀层外，还部分进入锌渣，部分氧化损失，镀液中稀土含量小于0.02％时，不能保证镀层中稀土含量达到0.01％，稀土含量＞0.3％时，镀层中稀土含量＞0.2％，镀液易氧化，生成大量浮渣，难以施镀。
镀液中硅小于0.01％时，没有降低合金层厚度的作用，镀液中硅大于0.5％时，其降低合金层厚度的作用达到饱和。
镀液中钒小于0.0001％时，不能抑制因加入硅而产生的针状组织，或不能细化镀层组织，镀液中钒大于0.2％时，其改善镀层组织的作用达到饱和。
溶剂中氯化锌含量小于200g/l时，不能在钢材表面生成完整的保护膜，钢材表面易氧化，镀层的结合力差；溶剂中氯化锌含量大于1000g/l时，在钢材表面形成的保护膜厚度过大，不易从镀件上脱离且不易从镀液中上浮，使镀件的表面质量降低。
溶剂中其它氯化物与氯化锌配合使用时，溶剂的效果达到最佳。
溶剂的pH小于3时，溶剂的腐蚀性强，易生成氯化铁，使溶剂的附着性和助镀效果变差，溶剂的pH大于4时，溶剂易水解失效。
镀液温度低于450℃时，镀液的化学活性低，与钢基的反应不充分，镀层的结合力差，易产生漏镀。镀液温度高于580℃时，镀液易氧化，氧化物易粘附在镀层上，使镀层的表面质量降低。
本发明提供的镀层成分、镀液成分和镀液温度还可以用于气体还原法生产连续带钢，在对锌铝镁镀层带钢加工性能要求较高的场合，还可以在镀层中使用0.01％～0.5％的Si，以降低合金层的厚度，还可以使用0.0001％～0.2％的V，以细化镀层晶粒和避免因加入Si而产生的异常组织。
Claims (3)
1.一种耐蚀性好的锌铝镁合金镀层钢材的生产方法，采用的是开卷-焊接-脱脂-退火-温度调整-热浸镀-气刀擦拭-冷却-卷取的工艺，其特征在于：
a)其镀液的化学成分为Al2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，RE0.01％～0.3％，其余为Zn和不可避免的杂质；
b)带钢入锌锅的温度为480℃～520℃，镀液的温度控制在470℃～520℃，镀件在镀液中停留时间为2s～30s，气刀压力为2kPa～80kPa，镀后冷却速度＞1℃/s。
2.根据权利要求1所述的一种耐蚀性好的锌铝镁合金镀层钢材的生产方法，其特征在于其镀液的化学成分为Al 2.5％～20％，Mg 1.5％～4.5％，RE 0.01％～0.3％，Si0.01％～0.5％，V 0.0001％～0.2％，其余为Zn和不可避免的杂质。
3.一种耐蚀性好的锌铝镁合金镀层钢材，其特征在于，镀层的化学组成按重量百分比为：Al2.5％～20％，Mg1.5％～4.5％，混合稀土0.01％～0.2％，Si0.01％～0.5％，V0.0001％～0.2％，其余为Zn和不可避免的杂质。
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| JP2002080952A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-03-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れた住宅用資材および住宅部材 |
| JP2002146504A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-05-22 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性及び耐ホイスカ性に優れた電装用資材及び電装用部材 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Zn-5%Al-Re合金镀层钢丝的形貌和耐腐蚀分析. 黄跃进.热处理，第18卷第3期. 2003 * |
| ZnAlREMg热镀合金在手工镀锌行业的应用. 庄金榜.湖南有色金属，第10卷第1期. 1994 * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1632157A (zh) | 2005-06-29 |
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