CN102400076B

CN102400076B - 一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN102400076B
Application number: CN201010276600.2A
Authority: CN
Inventors: 李锋; 吕家舜; 杨洪刚
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-09-07
Also published as: CN102400076A

Abstract

本发明公开一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法，钢板镀层的化学组成按重量百分比为：Zn7％～12％，RE 0.002％～0.2％，余量为Sn和不可避免的杂质，镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0.1mm。制造方法采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为240～600℃，采用不小于10℃/s的冷却速度冷却。本发明具有理想的镀层结构及耐蚀性、成形性、可焊性和涂漆性，不需要使用污染环境的Cl化物作为助镀剂，不需要闪镀镍预处理，易于制造，成本较低。

Description

一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及连续带钢热浸镀技术领域，特别涉及一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法。

背景技术

燃油箱用钢板是对耐蚀性要求较高，不仅要求耐外部大气腐蚀，而且还要求耐燃油箱内部的燃料和水分腐蚀。

传统汽车燃油箱钢板材料是镀铅锡合金钢板，这是一种热浸镀或电镀Pb-8％Sn合金的表面处理钢板，一般国际上称Terne板，这是由于含Pb镀层钢板具有良好的焊接性、耐蚀性、润滑性(冲压成形性)和涂装性能。但是近年来，随着人们环保意识的增强，无铅化的要求也越来越高，各种含铅的材料相继被各国立法禁止使用。

为了适应新的环保法规，替代镀铅锡合金钢板的材料开发有了很大的进展，世界上各大钢铁公司都在竞相开发各种汽车燃油箱用无铅钢板材料。热镀锌钢板虽然成本较低且耐蚀性能较好，但是对于燃油箱内部燃油的耐蚀性来说，锌并不是很好的材料，锌会被含水或劣化汽油腐蚀而产生易于堵塞燃油过滤器的白锈。另外，锌镀层中的锌易于玷污Cu电极，因此焊接性能较差。新开发的其它品种镀层钢板，如：热浸镀Al钢板、热浸镀Zn-Sn钢板、电镀Zn-Ni钢板、在热浸镀Zn层上镀Ni的双层镀钢板，预涂层合金化热浸镀Zn钢板和预涂层电镀Zn-Ni钢板等，已在汽车制造厂实际使用。其中热镀Sn-Zn合金钢板目前是无铅镀层燃油箱钢板的一个主流，同时具有优良的耐腐蚀性能和冲压性能(摩擦系数较小)。

电镀Sn-Zn生产成本高，且电镀后还需要对镀层进行软熔处理才能达到理想的耐蚀性能。热浸镀Sn-Zn合金需要采钢板表面预镀镍然后再进行热浸镀，才能避免因锡浸润性差而造成的漏镀，获得理想的耐蚀性，如WO2005080635A1和US2009047542A1，增加了工序及成本。JP2003268520A在热浸镀时还需要采用ZnCl₂、NH₄Cl作为助镀剂，存在污染环境的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法，该钢板具有理想的镀层结构，且易于制造，成本较低。

一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法，其特征在于，镀层的化学组成按重量百分比为：Zn7％～12％，RE 0.002％～0.2％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0.1mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为240～600℃，采用不小于10℃/s的冷却速度冷却。也可以在锡锌合金液加入重量百分比为不大于5％的Al。所述的RE可以是混合稀土，也可以是铈系稀土或镧系稀土。

镀层中Zn含量低于7％时，镀层不具有锌的电化学保护作用；Zn含量高于12％时，镀层的耐蚀性下降。

镀层中RE含量低于0.002％时，无法在不进行预镀处理的情况下避免针孔漏镀的发生；镀层中RE含量高于0.2％时，RE改善浸润性的作用达到饱和，且镀层表面易黑化。

镀层理想的物相为富Sn枝晶和SnZn共晶，在加入Al的情况下，还可能出现SnAl共晶及AlZn共晶，如出现富Zn相或Fe系金属间化合物会引起耐蚀性的恶化，富Sn枝晶晶粒尺寸大于0.1mm时，镀层成形后易出现裂纹。锡锌合金液的温度低于240℃时，镀液的粘度大，流动性不好，不能得到平整的镀层；锡锌合金液的温度高于600℃时，镀液的粘度小，不能得到较厚的镀层，且保持镀液温度需要的能量消耗增加。镀层冷却速度低于10℃/s时，镀层枝晶粗大，成形性较差。在镀液中加入铝可以进一步抑制Fe系金属间化合物的出现，Al含量高于5％时，抑制Fe系金属间化合物的作用不再增加，镀层中出现Al枝晶组织，降低了镀层的成形性能。

本发明提供的一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板及其制造方法，具有理想的镀层结构及耐蚀性、成形性、可焊性和涂漆性，不需要使用污染环境的Cl化物作为助镀剂，不需要闪镀镍预处理，易于制造，成本较低。

具体实施方式

在连续热浸镀生产线上制造，基板可以是未退火的钢板，也可以是退火后的钢板，基板在N₂、H₂混合气体保护下进行热处理后，在N₂、H₂混合气保护下进入镀锅进行热浸镀。

实施例1：

镀层的化学组成按重量百分比为：Zn7％，RE 0.002％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.1mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为240℃，镀后冷却速度10℃/s。

实施例2：

镀层的化学组成按重量百分比为：Zn9％％，RE 0.02％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.05mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为280℃，镀后冷却速度20℃/s。

实施例3：

镀层的化学组成按重量百分比为：Zn10％，RE 0.02％，Al0.10％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.1mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为320℃，镀后冷却速度10℃/s。

实施例4：

镀层的化学组成按重量百分比为：Zn12％，RE 0.20％，Al0.30％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.04mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为350℃，镀后冷却速度20℃/s。

实施例5：

镀层的化学组成按重量百分比为：Zn11％，RE 0.02％，Al5％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn、SnAl、ZnAl共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.04mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为400℃，镀后冷却速度20℃/s。

实施例6：

镀层的化学组成按重量百分比为：Zn9％，RE 0.005％，Al0.5％，余量为Sn和不可避免的杂质。镀层由富Sn枝晶和SnZn、SnAl、ZnAl共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.04mm。采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为600℃，镀后冷却速度30℃/s。

Claims

1.一种燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板，其特征在于，钢板镀层的化学组成按重量百分比为：Zn9%～12%，RE0.002%～0.2%，不大于5%的Al，余量为Sn和不可避免的杂质，镀层由富Sn枝晶和SnZn共晶组成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0.1mm。

2.一种用于权利要求1所述的燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板的制造方法，其特征在于，采用与镀层化学组成相同的锡锌合金液进行热浸镀，锡锌合金液的温度为240～600℃，采用不小于10℃/s的冷却速度冷却。

3.根据权利要求2所述的燃油箱用热浸镀锡锌合金钢板的制造方法，其特征在于，锡锌合金液的温度为320～600℃，冷却速度为20～30℃/s。