CN103517995A - 镀覆方法和镀锌方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种处理高强度钢的方法和装置，其包括用激光和/或等离子体照射AHSS的表面以除去AHSS表面的Si/Mn/Al基的氧化物，或使AHSS的表面改性，由此可进行后期处理工艺，例如镀锌工艺。为此，所述镀覆方法包括：加热高强度钢的加热步骤；用等离子体照射钢的表面的以除去在加热步骤中形成于高强度钢表面的Mn基氧化物、Al基氧化物和/或Si基氧化物的表面处理步骤；以及将经表面处理的高强度钢镀覆的镀覆步骤。

Description

镀覆方法和镀锌方法
技术领域
本发明涉及一种用于镀覆钢板的方法和采用所述方法的镀锌方法，更具体而言，涉及一种通过使用等离子体、或等离子体和激光来除去在退火过程中形成于高强度钢表面的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种的镀覆方法，以及采用所述镀覆方法的镀锌方法。
背景技术
近来已经开发了抗拉强度为490MPa或更高的先进高强度钢（AHSS），其实例包括孪晶诱导塑性（TWIP）钢和相变诱导塑性（TRIP）钢。
然而，当此类AHSS退火时，其中所含的Si/Mn/Al可扩散至其表面以形成厚度为几十至几百纳米的Si/Mn/Al氧化物层。Si/Mn/Al氧化物可阻止在热浸镀锌过程中熔融锌附着于AHSS，从而引起镀覆缺陷。
图1和图2为TWIP钢的表面分析图和深度分布图。参照图1和图2，阻止锌附着的Mn氧化物和Al氧化物形成于TWIP钢的表面。
图3和图4为TRIP钢的表面分析图和深度分布图。参照图3和图4，Si氧化物和Mn氧化物形成于TRIP钢的表面。与TWIP钢类似，由于存在Si氧化物和Mn氧化物，TRIP钢也难以镀锌。
镀锌电化学地保护钢板。非镀锌钢具有较低程度的耐腐蚀性，因此难以使用非镀锌钢作为外框架用材料。甚至高强度钢例如TWIP钢和TRIP钢若未镀锌也难以用作外框架用材料。
因此，有必要开发从AHSS除去Si/Mn/Al氧化物的技术。对于从AHSS表面除去Si/Mn/Al氧化物或阻止AHSS表面形成Si/Mn/Al已有各种尝试，但迄今为止还没有任何结果。
具体地，由于Si/Mn/Al氧化物膜以岛状物或网状物的形式形成于AHSS的表面，并且岛状物或网状物之间具有大量的结合强度，因此难以从AHSS除去这类Si/Mn/Al氧化物膜。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供一种在用激光和等离子体中的至少一种照射高强度钢以除去其表面的Si/Mn/Al氧化物从而使高强度钢的表面改性或使高强度钢的表面适于后期处理如镀锌方法后，将高强度钢板如先进高强度钢（AHSS）镀覆的方法和装置。
本发明的另一个方面提供一种在从高强度钢的表面快速并有效地除去Si/Mn/Al氧化物或快速并有效地使高强度钢的表面改性后将高强度钢如AHSS镀覆以使镀覆方法可连续进行的方法。
本发明的另一个方面提供一种可在退火过程后连续进行的镀覆方法和工艺。
技术方案
为了上述目的，本发明提供一种镀覆方法和一种镀锌方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种镀覆方法，其包括：加热高强度钢；用等离子体处理高强度钢的表面以除去在高强度钢加热过程中形成于高强度钢表面的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及将经表面处理的高强度钢镀覆。
所述高强度钢的表面处理可包括在200℃至900℃的温度下用等离子体照射高强度钢的表面。
所述高强度钢的表面处理可包括：在200℃至800℃的温度下、在氮气气氛中生成等离子体；以及为等离子体供应作为原料气的氮气。
所述高强度钢的表面处理可包括在使高强度钢带负电后用等离子体和等离子弧照射高强度钢。
所述高强度钢的表面处理可在隔离室中在将气体从隔离室移除以降低室内压力并由此增加等离子体的照射范围之后进行。
所述高强度钢的表面处理可包括用等离子体和波长为1064nm以下的CW（连续波）激光来照射高强度钢板。
所述激光可具有1mm以下的光斑大小，或所述激光可为宽度为1mm以下的激光束。
在所述高强度钢的表面处理中，激光和等离子体可指向相同的方位。
根据本发明的另一个方面，提供了通过所述镀覆方法镀锌的孪晶诱导塑性（TWIP）钢或相变诱导塑性（TRIP）钢。
根据本发明的另一个方面，提供一种镀锌方法，包括：退火装置；表面处理装置；以及接收来自表面处理装置的钢板并用锌镀覆钢板的镀覆装置，其中表面处理装置包括：一个室，其设置在退火装置后并被在200℃至800℃的温度下的作为气氛气体的氮气填充以除去退火过程中形成于钢板上的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及设置在室中的等离子体发生器，从而用等离子体照射钢板以除去至少一种氧化物。
所述室可包括气氛气体吸入部件，并且所述气氛气体吸入部件可连接至等离子体发生器的原料气供应部件，从而将所述气氛气体用作等离子体发生器的原料气。
阻塞部件可以将室密封并同时允许钢板移入和移出室，所述室可包括一个气氛气体吸入部件、一个气氛气体供给孔以及一个检测室内部压力的压力传感器，并且室内部压力可保持在低于大气压的水平。
所述阻塞部件可包括密封辊，其中所述密封辊和密封辊的轴可由导电材料制成，并且所述轴可接地至负极以使通过室的钢板接地至负极，其中等离子体发生器可与钢板用间隔分开，从而用等离子体和等离子弧照射钢板。
所述镀锌方法还可包括设置于等离子体发生器前方或后方的激光器以在钢板表面的方向上发射激光，其中所述激光器可为发射波长为1064nm以下的激光的CW激光器。
所述表面处理装置可设置于退火装置和镀覆装置之间的管嘴（snout）中。
有益效果
本发明提供一种通过在用激光和等离子体中的至少一种照射高强度钢以除去高强度钢表面的Si/Mn/Al氧化物从而使高强度钢的表面改性或使高强度钢的表面适于后期处理如镀锌方法后，将高强度钢板如先进高强度钢（AHSS）镀覆的方法和装置。
本发明还提供一种在从高强度钢的表面快速并有效地除去Si/Mn/Al氧化物或快速并有效地使高强度钢的表面改性后将高强度钢如AHSS镀覆从而使镀覆方法可连续进行的方法。
本发明还提供可在退火工艺后连续进行的镀覆方法和工艺。
附图说明
图1和图2为孪晶诱导塑性（TWIP）钢的表面分析图和深度分布图。
图3和图4为相变诱导塑性（TRIP）钢的表面分析图和深度分布图。
图5为示例说明通过使用等离子体照射装置来除去高强度钢表面的氧化物膜的示例性表面处理装置的图。
图6和图7为在用与TWIP钢间隔3mm的350-W大气等离子体照射装置以等离子体照射TWIP钢1秒后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
图8为在用与TRIP钢间隔3mm的350-W大气等离子体照射装置以等离子体照射TRIP钢20秒后获得的TRIP钢的深度分布图。
图9和图10为示例说明配置有产生等离子体和等离子弧的示例性等离子体发生器的图。
图11和图12为用大气等离子体照射装置以等离子体和等离子弧照射TWIP钢后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
图13和图14为用大气等离子体照射装置以等离子体和等离子弧照射TRIP钢后获得的TRIP钢的表面分析图和深度分布图。
图15为阐明用激光除去高强度钢的氧化物膜的表面处理装置的示意图。
图16和图17为用输出功率为25W的连续波（CW）激光器来照射TWIP钢后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
图18为在大气气氛中用脉冲激光器照射的钢板的表面图像，并且图19为在氮气气氛中用脉冲激光器照射的钢板的表面图像。
图20为用于解释相关领域的镀锌工艺的示意图，并且图21为阐明根据本发明的一个实施方案的镀锌工艺的示意图。
图22为阐明本发明的实施方案的镀锌工艺中所用的密封辊的剖视图。
附图标记说明
200：钢板        210：退火装置
220：管嘴        230：镀覆浴
240：气刀        300：表面处理装置
310、311：等离子体发生器    320、321：激光器
330：氮气供给孔  340：阻塞部件
342：密封辊      360：传感器
390：控制单元
最佳实施方式
在相关领域中，已经提议一种使用激光来除去钢板表面的Fe氧化物层的技术。然而，与钢板表面形成的Fe氧化物层不同，在退火过程中形成于高强度钢板表面的氧化层非常薄，为几十至几百纳米（nm）的水平，并且其具有岛状（对于TWIP钢而言）或网状（对于TRIP钢而言）的形状。此外，由于Si/Mn/Al氧化物层的结合强度是Fe氧化物层结合强度的十倍以上，因此需要除去氧化物层的新技术。
因此，本发明人已经发明了一种使用等离子体、激光或等离子体和激光的组合来除去Si/Mn/Al氧化物层的技术。在下文中将根据本发明的实施方案并参照附图和分析数据对所述技术进行说明。
在本发明中，术语“Si/Mn/Al氧化物、Si/Mn/Al氧化物膜或Si/Mn/Al氧化物层”是指包括Si氧化物、Mn氧化物和Al氧化物中的至少一种的氧化物、氧化物膜或氧化物层。
使用等离子体除去Si/Mn/Al氧化物
图5示出了本发明的一个实施例中使用的表面处理装置。等离子体发生器20设置于安放在支撑物25上的钢板(S)的上方，以在钢板(S)的方向上生成等离子体(P)。
随着等离子体发生器20和钢板(S)之间距离(L)增加，等离子体(P)的温度降低并且更少的能量从等离子体(P)转移至钢板(S)。进行一项实验来证明这一点。使用输出功率为350W的等离子体发生器20以等离子体(P)照射钢板(S)，同时如以下的表1所示改变等离子体发生器20和钢板(S)之间的距离(L)。所述钢板(S)为TRIP钢板。
[表1]
Figure GDA0000409828660000051
在表1中，“用等离子体照射后的镀覆质量”一栏阐明了通过将用等离子体照射并随后镀锌的样品的镀覆质量与未用等离子体照射而仅镀锌的参照样品的镀覆质量相比所获得的数据。镀覆质量显著改善的样品标记为“O”，而镀覆质量略有改善的样品标记为“Δ”，镀覆质量样品根本未改善的样品标记为“X”。
如表1中所示，尽管以相同输出功率发出等离子体(P)，当等离子体(P)至钢板(S)的距离(L)降低时，镀覆质量得到进一步地改善。
然而，如果与钢板(S)的距离(L)增加，则即使钢板(S)用等离子体(P)照射，镀覆质量也未有改善。在该试验中，当等离子体发生器20和钢板(S)之间距离(L)为6mm或更大时，钢板(S)表面的等离子体(P)温度为200℃或更低。因此，可理解当钢板表面的等离子体(P)温度为至少200℃时，Si/Mn/Al氧化物可从钢板表面除去。
然而，如果等离子体(P)的温度高于900℃，则等离子体(P)可损坏钢板，因此，钢板表面的等离子体(P)的温度上限可优选为900℃。
图6和图7为在用与TWIP钢间隔3mm的350-W大气等离子体照射装置以等离子体照射TWIP钢1秒后（参照表1中的发明样品2）获得的TWIP钢板的表面分析图和深度分布图。经照射的TWIP钢的表面分析图和深度分布图与照射之前的TWIP钢的表面分析图和深度分布图（参照图1和2）没有显著的不同。然而，经照射的TWIP钢上的Mn和Al氧化物减少。
具体而言，图6中Mn1和Al2的振幅比图1中的更低，而图6中Fe的振幅比图1中的更高。这表示随着Mn/Al氧化物因与TWIP钢间隔3mm的大气等离子体照射装置产生的等离子体照射1秒而减少，Fe暴露在外。
参照图7和图2的深度分布图，图7中在初始溅射时间时Mn1和Al2（在TWIP钢的表面）的分数比图2中更低。这表示TWIP钢表面的Mn/Al氧化物因与TWIP钢间隔3mm的大气等离子体照射装置产生的等离子体照射1秒而减少。也就是说，由于Mn/Al氧化物的分数相对于Fe的分数有所降低，因此可理解TWIP钢表面的Mn/Al氧化物减少。
在本发明说明书中阐述的试验中，表面分析和深度分布数据由20μmx20μm样品在0分钟至15分钟为1.5nm/分钟的溅射速率并且15分钟至30分钟为4.5nm/分钟的溅射速率下来获得。
图8为在用与TRIP钢间隔3mm的350-W大气等离子体照射装置以等离子体照射TRIP钢20秒后（请参照表1中的发明样品3）获得的TRIP钢的深度分布图。参照图8，Mn/Al氧化物相比图7有所减少。
也就是说，参照图8和图2，明显的是Mn/Al氧化物有所减少。如图8所示，TRIP钢表面的Al氧化物和Mn氧化物的量显著减少。另一方面，TRIP钢表面的Fe的分数显著增加（图2中，在TRIP钢的表面几乎没有Fe存在，而在图8中，Fe的分数为15%以上）。其原因是通过等离子体使Mn/Al氧化物从TRIP钢的表面蒸发，从而暴露出Fe。
在本发明说明书中阐述的试验中，等离子体发生器用氮气作为原料气以阻止用等离子体照射期间的碳化。此外，所述试验在大气气氛中而不在使用特定气体形成的气氛中进行。
使用等离子体和等离子弧除去Si/Mn/Al氧化物
在该试验中，在产生等离子体的同时在喷嘴周围产生等离子弧。一般而言，等离子弧仅在喷嘴周围产生并且可损坏钢的表面。因此，等离子弧通常不与等离子体联合使用，因为等离子弧可仅仅在等离子体发生器非常接近钢板时施加于钢板
在高强度钢表面上形成的Si/Mn/Al氧化物具有岛状或网状的形状。这表示Si/Mn/Al氧化物层高于高强度钢的表面。类似于闪电，等离子弧触及到物体的较高点。因此，等离子体的能量可用于除去Si/Mn/Al氧化物。
在本试验中使用的等离子体发生器（输出功率为350W）中，等离子弧仅在等离子体喷嘴周围产生。因此，钢板连接至负极从而使离子加速以使离子轰击作用最大化并且牵引等离子弧至钢板的表面。
图9示出了能够产生等离子体的表面处理装置，并且图10示出了能够产生等离子体和等离子弧的表面处理装置。
参照图9，等离子弧(A)仅在与等离子体发生器20的距离(L1)内产生。然而，当钢板(S)如图10所示连接至负极30时，等离子体被加速，从而使等离子弧前进更大的距离(L2)。
与此同时，将氮气用作等离子体发生器20的原料气以阻止钢板(S)的氧化。
图11和图12为用350-W大气等离子体照射装置以等离子体和等离子弧照射TWIP钢10秒后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
如果将图11和图12中所示经照射的TWIP钢的表面分析结果与图1和图2中所示未经照射的TWIP钢的表面分析结果相比，由于照射了10秒，Mn减少了约66%，Al减少了约90%。参照图12，TWIP钢表面的Mn和Al的原子分数显著降低，并且TWIP钢表面的Fe的原子分数增加。
这些结果与TWIP钢仅用等离子体照射20秒时的结果相似，因而可理解为，如果等离子体和等离子弧共同使用，则照射时间与仅使用等离子体的情况相比可显著降低。也就是说，如果钢板用等离子体和等离子弧共同照射时，尽管照射时间相对较短，Si/Mn/Al氧化物也可从钢板充分地除去。因此，如果将能够用等离子体和等离子弧照射钢带的装置安装在连续生产线上，则所述连续生产线可扩展至镀锌生产线，从而连续地进行上述过程。下文对镀锌过程作详细描述。
类似于图11和图12，图13和图14为用等离子体和等离子弧照射TRIP钢后获得的TRIP钢的图。
如果将图13和图14中所示经照射的TRIP钢的表面分析结果与图3和图4中所示未经照射的TRIP钢的表面分析结果相比，则由于用等离子体和等离子弧照射了10秒，Si和Mn减少至难以在图13和图14的图中发现Si和Mn的程度。参照图14，在TRIP钢表面的Si和Mn的原子分数显著降低，并且在TRIP钢表面的Fe的原子分数增加。由于Fe暴露，TRIP钢可易于镀覆。
尽管钢板可直接接地至负极，但也可将支撑钢板且由导电材料制成的支撑物接地至负极。在这种情况下，容易移动或替换钢板。
使用激光除去Si/Mn/Al氧化物
在本发明的试验中，用激光照射钢板。图15示出了包括激光器10的表面处理装置。
如图中所示，在表面处理装置中，激光器10设置于安放在支撑物25上的钢板(S)的上方，并且用激光(L)照射钢板(S)的特定区域并同时以恒定速度移动激光器10。此后，分析钢板(S)的表面，并对钢板(S)进行镀锌。
试验结果示于表2以及图16和17中。
[表2]
Figure GDA0000409828660000081
Figure GDA0000409828660000091
在该试验中，使用Nd YAG1064nm脉冲激光器和Nd YAG1064nm连续波(CW)激光器，并改变激光的输出功率和速度。
在表2中，“用激光照射后的镀覆质量”一栏阐明了通过将用激光照射并随后镀锌的样品的镀覆质量与未用激光照射而仅镀锌的参照样品的镀覆质量相比所获得的数据。镀覆质量显著改善的样品标记为“O”，镀覆质量未改善的样品标记为“X”。
如图2所示，在脉冲激光器的输出功率较高且脉冲激光器的移动速度较低从而为Si/Mn/Al氧化物提供大量脉冲的情况下，使用脉冲激光器可除去Si/Mn/Al氧化物。然而，对于CW激光器，即使CW激光器的输出功率相对较低并且CW激光器的移动速度相对较高，Si/Mn/Al氧化物也仍可被除去。
因此，可理解为使用高功率的Nd YAG脉冲激光器或Nd YAG CW激光器可除去Si/Mn/Al氧化物。
具体而言，当输出功率相同时，CW激光器（请参照发明样品5）在改善镀覆质量方面比脉冲激光器（请参照比较样品2）更加有效。也就是说，CW激光器在除去Si/Mn/Al氧化物方面比脉冲激光器更加有效。
此外，由于CW激光器可产生激光束，因而可在使用CW激光器时照射较宽的区域。因此，在连续过程中可使用CW激光器来处理钢带表面。
图16和图17为使用输出功率为25W的CW激光器照射TWIP钢后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
如果将图16和图17中所示经照射的TWIP钢的表面分析结果与图1和2中所示未经照射的TWIP钢的表面分析结果相比，则Al氧化物几乎全部从经照射的TWIP钢表面除去，并且Mn氧化物也大部分被除去（请参照图16）。此外，如图17所示，在经照射的TWIP钢上的Fe的原子分数相比较于在未经照射的TWIP钢上的Fe的原子分数（约5%）显著地增加10%以上。因此，可理解为TWIP钢的Fe可在TWIP钢被CW激光器照射后而暴露。
图18为在大气气氛中、在室温下使用激光器照射的钢板的表面图像。如图18中所示，如果在大气气氛中使用激光器来照射钢板，则由于碳化而在钢板上形成碳层，这对之后的镀锌过程中的镀覆质量带来负面影响。
图19为在氮气气氛中使用脉冲激光器照射的钢板的表面图像。如图19所示，如果在氮气气氛中使用激光器来照射钢板，则由于未发生碳化，因此钢板表面是平滑的，这对之后的镀锌有利。
此外，激光的光斑大小可优选为1mm以下，或激光束的宽度可优选为1mm以下。当在相同的大气气氛中用激光照射钢板并同时改变激光的光斑大小时，当激光的光斑大小为1mm以下时不会发生碳化。也就是说，可认为如果激光的光斑大小为1mm以下，则即使不形成氮气气氛也可阻止碳化。
此外，进行试验的同时改变激光波长至1064nm、532nm和355nm。当激光的波长为1064nm、532nm或355nm时，可除去Si/Mn/Al氧化物。就能量效率而言，激光的波长可优选为1064nm。
镀锌方法的应用
图20为阐述相关领域镀锌方法的视图
在将经冷轧并卷绕的钢板100沿着开卷机（pay-off reel）（未示出）和焊接机（未示出）连续进料的同时，将钢板100在最大温度在700℃至800℃范围的退火装置110中热处理以除去钢板100的残余应力。随后，将经加热的钢板100的温度保持在适用于镀覆的温度下，同时将经加热的钢板100进料到装有镀覆液的镀覆浴130，即熔融锌130a中。
管嘴120连接退火装置110与镀锌装置的镀覆浴130，从而阻止经加热的钢板100因接触空气而被氧化。管嘴120中装有惰性气体以阻止钢板100被氧化且由此造成镀覆缺陷。
在通过退火装置110、管嘴120、镀覆浴130的沉没辊（sink roll）132和稳定辊134后，钢板100通过设置在镀覆浴130正上方的气刀(airknife)140，从而根据客户的要求来控制钢板100上的镀锌量。
此后，镀覆钢板100通过平整机(skin pass mill)（未示出），在其中调整镀覆钢板100的表面粗糙度和形状。然后，通过切割机（未示出）切断镀覆钢板100并将其围绕张力卷轴（未示出）盘绕成镀覆钢卷产品。
当钢板退火时，在高强度钢板上形成Si/Mn/Al氧化物膜。因此，在根据本发明实施方案对高强度钢板镀锌的过程中，如图21所示，表面处理装置设置在连接退火装置和镀锌装置之间的管嘴中。由于在本发明实施方案中，表面处理装置设置在管嘴中，因此本发明可易于通过改变现有设备的管嘴得以实现。
在将由高强度板（例如TWIP钢和TRIP钢）制得的卷绕钢板200沿着开卷机（未示出）和焊接机（未示出）连续进料的同时，在退火装置210中对钢板200进行加热处理。在退火装置210中进行热处理的过程中，钢板200上形成Si/Mn/Al氧化物膜。随后，将钢板200进料到设置在管嘴220处的表面处理装置300中，并之后送往装有熔融锌230a的镀覆装置的镀覆浴230中。
为了快速处理连续进料的钢板200以除去Si/Mn/Al氧化物膜，将表面处理装置300的等离子体发生器310和311以及激光器320和321设置在钢板200的两侧。窗口322和323设置为使得从激光器320和321发射出的激光通过窗口322和323，并且泵336连接至等离子体发生器310和311以为等离子体发生器310和311供应原料气。
例如，厚度为约150nm至200nm的Mn/Al氧化物膜可形成在TRIP钢上，并且厚度为约50nm以下的Si/Mn氧化物可形成在TRIP钢上。因此，根据钢板的类型和待除去的氧化物膜的厚度可不使用或不安装激光器320或321。
密封辊342和用于密封辊342的阻塞部件340设置在表面处理装置300的两侧，以使表面处理装置300的内部和外部可分离，从而阻隔从镀覆浴230中升腾的锌蒸汽和其他污染物。
氮气供给孔330形成于表面处理装置300的外壁，并且泵332和氮气存储罐333连接至氮气供给孔330。泵332由氮气存储罐333供应氮气至表面处理装置300的内部，以使氮气气氛可首先形成于表面处理装置300中。
吸取孔335在阻塞部件340或表面处理装置300的外壁形成以使氮气可从表面处理装置300中除去。通过氮气供给孔330供应且通过高温钢板200加热的氮气经吸取孔335排出。泵336连接至吸取孔335以从表面处理装置300除去氮气并且为等离子体发生器310和311供应氮气作为原料气或排出氮气。
由于从表面处理装置300的内部取走的氮气含有与钢板200分离的Si/Mn/Al氧化物，因此可将氮气在过滤后供应给等离子体发生器310和311。在某些情况中，可将从表面处理装置300内部取走的氮气排入处理装置中，并且可将储存在氮气存储罐333中的氮气供应给等离子发生器310和311。
由于将高温氮气通过连接至吸取孔335的泵336供应给等离子体发生器310和311作为原料气，因此与其中将室温氮气供应给等离子体发生器310和311作为原料气的情况相比，等离子体发生器310和311可产生高能量的等离子体。也就是说，高功率等离子体发生器的作用可通过使用相对低功率的等离子体发生器来实现。
除了通过吸取孔335供应原料气，表面处理装置300的内部压力还通过吸取孔335保持在低于大气压的水平，这增加了等离子体发生器310和311以及激光器320和321的有效照射范围。因此，等离子体发生器310和311以及激光器320和321可与钢板200间隔更大的距离以阻止由钢板200振动引起的碰撞或摩擦接触。
传感器360设置在表面处理装置300中以实时检测表面处理装置300的内部压力并传送检测压力值至控制单元390。
所述控制单元390连接至等离子体发生器310和311、激光器320和321、泵332和336以及传感器360，从而根据由传感器360输入的数据、钢板类型信息以及用户指示来控制等离子体发生器310和311、激光器320和321、泵332和336。
密封辊342由可带电材料制成，并且接地端343（参照图22）连接至密封辊342的辊轴341。所述接地端343接地至负极。因此，密封辊342接地至负极，并且当进料至表面处理装置300中时与密封辊342相接触的钢板200接地至负极。
如果钢板200不接地至负极，则与钢板200接地至负极的情况相比，通过等离子体发生器310和311产生的等离子弧的有效照射范围相对较短。在这种情况下，钢板200和等离子体发生器310和311之间的距离缩短，这增加了钢板200和等离子体发生器310和311之间的摩擦接触或碰撞的可能性，因为钢板200在进料时可能发生振动。因此，可能难以用等离子弧照射钢板200。
在本发明的实施方案中，将密封辊342接地。然而，除了接地，其他与钢板200接触的辊可设置在表面处理装置300中，并且可将该其他辊接地。
在表面处理装置300中，等离子体发生器310和311在钢板200的方向上产生温度为200℃至900℃的等离子体并且与钢板200间隔开，以使等离子弧可在钢板200方向上与等离子体共同产生。由于钢板200接地至负极，因此由等离子体发生器310和311产生的等离子体和等离子弧可到达钢板200。因此，可快速地除去钢板200表面上形成的氧化物膜。
等离子体发生器310和311可连续地布置在钢板200的宽度方向上从而用等离子体和等离子弧同时照射钢板200的整个宽度。
此外，在本发明的实施方案中，激光器320和321可发射平行于钢板200的宽度的激光束。激光器320和321可以是1064nm Nd YAG CW激光器，其能够快速地除去钢板200的氧化物膜。每个激光束可具有等于或小于1mm宽度以阻止碳化。
此外，在本发明的实施方案中，等离子体发生器310和311以及激光器320和321排列为使得激光束、等离子体和等离子弧可指向钢板200的相同部位。在这种情况下，即使钢板200被快速地进料，仍可连续地除去钢板200上形成的氧化物膜。
表面处理装置300的内部可保持在等于或低于800℃的温度。否则，可能需要额外的加热器用于使表面处理装置300的内部保持在等于或高于800℃的温度，即退火装置210的最大温度。此外，表面处理装置300的内部可保持在等于或高于200℃的温度。在这种情况下，当钢板200进料到镀覆浴230时，钢板200的温度可约为460℃，该温度适于镀锌。也就是说，如果表面处理装置300的内部温度低于200℃，则在钢板200进料到镀覆浴230之前可使用额外的加热器来加热钢板200。
本发明实施方案的镀锌方法可如下进行。
将从钢卷解绕的钢板200通过退火装置210，并随后将其引入表面处理装置300中。钢板200通过使表面处理装置300的内部和外部分离的密封辊342，并且钢板200通过密封辊342接地至负极。通过吸取孔335、氮气供给孔330以及传感器360的反馈控制使表面处理装置300的内部保持在低压（低于大气压）氮气气氛中。
在低压氮气气氛中，用激光束、等离子体和等离子弧照射钢板200的两侧。由此除去在退火装置210内的退火过程中形成于钢板200表面的Si/Mn/Al氧化物膜，并且随后将适于镀锌的表面状态的钢板200通过密封辊342从表面处理装置300的内部运送出去。
在通过表面处理装置300后，将钢板200进料至镀覆浴230中，在镀覆浴230中钢板200在沿着沉没辊232和稳定辊234运送的同时被镀覆。随后，镀覆钢板200通过设置在钢板200正上方的气刀240。气刀240根据客户要求来调整钢板200上的镀锌量。
此后，镀覆钢板通过平整机（未示出），在其中调整镀覆钢板的表面粗糙度和形状。然后，通过切割机（未示出）切割镀覆钢板并围绕张力卷轴（未示出）将其盘绕成镀覆钢卷产品。

Claims (15)

1.一种镀覆方法，包括：
加热高强度钢；
用等离子体处理高强度钢的表面以除去在高强度钢的加热过程中形成于高强度钢的表面的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及
将经表面处理的高强度钢镀覆。
2.权利要求1的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括在200℃至900℃的温度下用等离子体照射高强度钢的表面。
3.权利要求1的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括：
在氮气气氛中照射温度为200℃至800℃的等离子体；以及
为等离子体供应作为原料气的氮气。
4.权利要求1的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括在使高强度钢带负电之后用等离子体和等离子弧照射高强度钢。
5.权利要求3的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理在隔离室中在移除隔离室中的气体以降低室内压力且由此增加等离子体照射范围之后进行。
6.权利要求4的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括用等离子体和波长为1064nm以下的CW（连续波）激光照射高强度钢。
7.权利要求6的镀覆方法，其中所述激光具有1mm以下的光斑大小，或所述激光为宽度为1mm以下的激光束。
8.权利要求7的镀覆方法，其中在高强度钢的表面处理中，激光和等离子体指向相同的照射位置。
9.通过权利要求1至8任一项的镀覆方法镀锌的孪晶诱导塑性（TWIP）钢或相变诱导塑性（TRIP）钢。
10.一种镀锌系统，包括：
退火装置；
表面处理装置；以及
接受来自表面处理装置的钢板并用锌镀覆钢板的镀覆装置，
其中所述表面处理装置包括：
一个室，其设置在退火装置后并填充200℃至800℃的温度的作为气氛气体的氮气以除去退火过程中形成于钢板上的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及
设置在室中的等离子体发生器，从而用等离子体照射钢板以除去至少一种氧化物。
11.权利要求10的镀锌系统，其中所述室包括气氛气体吸入部件，并且所述气氛气体吸入部件连接至等离子体发生器的原料气供给孔，从而使用气氛气体作为等离子体发生器的原料气。
12.权利要求10的镀锌系统，还包括使室密封并同时允许钢板移入和移出室的阻塞部件，
所述室包括气氛气体吸入部件、气氛气体供给孔以及检测室内部压力的压力传感器，并且
室内部压力保持在低于大气压的水平。
13.权利要求12的镀锌系统，其中所述阻塞部件包括密封辊，
其中所述密封辊和密封辊的轴由导电材料制成，并且所述轴接地至负极以使通过室的钢板接地至负极，
其中所述等离子体发生器与钢板以间隔分开以用等离子体和等离子弧照射钢板。
14.权利要求13的镀锌系统，还包括设置于等离子体发生器前方或后方的激光器，以在钢板表面的方向上发射激光，
其中所述激光器为发射波长为1064nm以下激光的CW激光器。
15.权利要求14的镀锌系统，其中所述表面处理装置设置于退火装置和镀覆装置之间的管嘴中。
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