CN105256196A - 一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶炼技术领域，公开了一种铝锌镁镀层钢板，包括：基板以及位于所述基板上的镀层；所述镀层为铝锌镁镀层；其中，所述铝锌镁镀层的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌。本发明提供的镀层钢板具备优越的抗腐蚀能力和破损抗腐蚀能力。

Description

一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法

技术领域

本发明涉及热浸镀领域，特别涉及一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法。

背景技术

为了提高钢板在复杂环境下的耐腐蚀性能，往往在钢板表面热浸镀上一层金属锌，如常见的纯锌镀层、锌铝镀层(Galfan)、铝锌镀层(Galvalume)等。

铝锌镀层材料含有55％Al、1.6％Si和43.4％Zn，具有良好的耐大气腐蚀性能和热反射性能，被广泛用于建筑行业。但是这种铝锌镀层一旦镀层出现破损如切边位置，则容易在破损位置发生大面积的腐蚀。

发明内容

本发明提供一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法，解决了现有技术中铝锌镀层钢板阴极防护能力低的技术问题；达到了提升耐腐蚀能力以及切边、破损位置的防护能力，具有抗高温氧化能力和抗氯离子腐蚀能力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝锌镁镀层钢板，包括：基板以及位于所述基板上的镀层；

所述镀层为铝锌镁镀层；

其中，所述铝锌镁镀层的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌及不可避免的杂质。

进一步地，所述基板在热镀浴中进行热浸镀；

其中，镀浴温度为600℃～650℃。

进一步地，所述基板的入浴温度比所述镀浴温度低30℃～50℃。

进一步地，镀后冷却温度速度大于等于5℃/S。

一种铝锌镁镀层钢板的制备方法，包括以下步骤：

在热镀浴中对基板进行热浸镀；

其中，所述热镀浴的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌。

进一步地，带钢入锅温度比镀浴温度低30～50℃，镀浴温度为600℃～650℃；镀后冷却，冷却速度≥5℃/s。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，采用的铝锌镁镀层使得其具有比锌更低的可逆电位，因此具有更好的阴极保护能力；另一方面，镁与大气和水接触后会形成氧化镁等碱性氧化物，这种碱性氧化物比氧化锌更致密，具有更好的阻隔电子运动的能力，因此一旦形成氧化镁氧化产物，则可以对腐蚀位置起到钝化保护效果，对切边位置形成良好的保护能力。

2、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，镁含量限定在1％～4％；一方面镁具备对钢板的保护作用，另一方面避免过饱和，造成热镀时镀浴流动性和浸润性变差，同时产生大量的氧化镁渣。当镁含量超过1％后，镀层的耐蚀性能以及切口保护能力明显增强，但是随着镁含量的增加，热镀浴的产渣率随之提高，当产渣率超过一定程度后将失去实际生产意义。

3、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，当铝含量小于50％时，随着铝含量的增加，耐大气腐蚀的能力不断提高，但是当铝含量超过60％后，耐大气腐蚀的能力几乎没有变化，因此铝含量50％～60％使得镀层具备优秀的抗大气腐蚀能力，同时铝过量影响镀浴的浸润性以及钢板的焊接性能。

4、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，采用硅缓和铝在热镀过程中与铁会发生的激烈化学反应，缓和急剧增加的铝热反应热量对镀浴的影响，并且可以避免在镀层中形成很厚的Fe-Al化合物层，恶化镀层的粘附性。

5、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，在热镀铝锌镁镀层钢板生产过程中，热浸镀的镀浴温度控制在600℃～650℃；一方面避免太低的温度造成的镀浴流动性差，不利于获得均匀的镀层表面；另一方面，避免太高的温度导致铝与铁过于激烈的反应，使得局部形成过厚的镀层，造成表面凹凸不平，同时还会增加铁损。

6、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，在热镀铝锌镁镀层钢板生产过程中，带钢入锅温度比镀浴温度低30～50℃；一方面，由于铝热反应铝与铁发生反应放出较多的热量，为了保持镀浴的温度稳定，是入浴的带钢比镀浴低的温度进入镀浴；另一方面，避免带钢的温度太低不利于镀浴与钢板之间发生反应，同时，避免太低的温度对镀浴温度造成较大的扰动。

7、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，在热镀铝锌镁镀层钢板生产过程中，镀后冷却速度≥5℃/s。较高的冷却速度有利于获得比较细小的镀层凝固组织，得到更加均匀的耐腐蚀能力和更好的镀层与钢板的结合力。当镀后冷却速度低于5℃/s后，镀层中会出现粗大的初晶凝固组织，初晶组织中主要为铝元素，耐蚀性能很差，同时在镀层与基板之间生成较厚的Fe-Al-Si三元化合物结合层，该结合层的脆性较大，会降低镀层与钢板之间的结合力。

附图说明

图1为实施例中铝锌镁和铝锌镀层中镁含量与表面出现5％红锈的时间以及产渣率的关系曲线

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种铝锌镁镀层钢板及其制备方法，解决了现有技术中铝锌镀层钢板阴极防护能力低的技术问题；达到了提升耐腐蚀能力以及切边、破损位置的防护能力，具有抗高温氧化能力和抗氯离子腐蚀能力。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：

一种铝锌镁镀层钢板，包括：基板以及位于所述基板上的镀层；

所述镀层为铝锌镁镀层；

其中，所述铝锌镁镀层的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌及不可避免的杂质。

通过上述内容可以看出，热镀铝锌镁镀层钢板通过铝锌镁镀层实现带钢外镀包覆，起到带钢抗腐蚀的作用；具体的，镁具有比锌更低的可逆电位，具有更好的阴极保护能力；而且镁与大气和水接触后会形成氧化镁等碱性氧化物，这种碱性氧化物比氧化锌更致密，具有更好的阻隔电子运动的能力，因此一旦形成氧化镁氧化产物，则可以对腐蚀位置起到钝化保护效果，特别是对切边位置形成良好的保护能力。镁含量1％～4％使得镀层具备良好的阴极保护能力，避免造成热镀时镀浴流动性和浸润性变差，同时避免产生大量的氧化镁渣。铝含量介于50％～60％具备良好的耐大气腐蚀的能力，避免影响镀浴的浸润性以及钢板的焊接性能；由于铝在热镀过程中与铁会发生激烈的化学反应，短时间内形成很厚的Fe-Al化合物层并释放出大量热量，因此在热镀过程中需要添加一定量的硅以缓和铝和铁的反应速度。综上，具有良好的切边耐腐蚀性能和表面耐腐蚀性能，具有抗高温氧化能力和抗氯离子腐蚀能力

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明实施例提供的一种铝锌镁镀层钢板，包括：基板以及位于所述基板上的镀层；

所述镀层为铝锌镁镀层；

其中，所述铝锌镁镀层的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌及不可避免的杂质。

所述基板在热镀浴中进行热度；其中，镀浴温度为600℃～650℃。

所述基板的入浴温度比所述镀浴温度低30℃～50℃。

镀后冷却温度速度大于等于5℃/S。

针对上述钢板，本实施例还提供一种制备方法。

一种铝锌镁镀层钢板的制备方法，包括以下步骤：

在热镀浴中对基板进行热浸镀；

其中，所述热镀浴的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌及不可避免的杂质。

带钢入锅温度比镀浴温度低30～50℃，镀浴温度为600℃～650℃；镀后冷却，冷却速度≥5℃/s。

下面提供不同的配比方案，以及其进行的实验过程。

表1实施例1-4和比较例1-4

在表1中，实施例1-4为通过本发明的技术方案生产的热镀铝锌镁镀层钢板，比较例1为采用现有技术生产的热镀铝锌镀层钢板，比较例2是采用现有技术生产的热镀纯锌镀层钢板，比较例3为采用较低冷却速度生产的热镀铝锌镁镀层钢板，比较例4为采用较低镁含量生产的热镀铝锌镁镀层钢板。对实施例1-4和比较例进行中心盐雾试验，进行200h盐雾试验后进行T弯测试，并观察了中性盐雾实验200h后的切口质量。中性盐雾实验按照GB/T10125-1997进行，统计了热浸镀1小时后的产渣率。实验结果如表2所示。

表2

由表2可知，实施例1-4的热镀铝锌镁镀层钢板出现5％红锈的时间均明显超过了比较例1-4，其中实施例4出现5％红锈的时间是比较例1出现5％红锈时间的1.8倍，是比较例2出现5％红锈时间的8.3倍，是比较例3出现5％红锈时间的1.3倍，是比较例4出现5％红锈时间的1.5倍。经过200h盐雾实验后，实施例1-4进行T弯实验均未发生镀层剥落，而比较例1则出现少量剥落，热镀纯锌镀层的比较例2的镀层则完全剥落，采用较低冷却速度生产的热镀铝锌镁镀层钢板的比较例3的镀层少量剥落，而采用较低镁含量生产的热镀铝锌镁镀层钢板的比较例4的镀层少量剥落。经过200h盐雾实验后，实施例1-4的切口均没有出现红锈，而且实施例4甚至没有出现明显的白锈，仅有灰白色的覆盖物，而比较例1则出现了少量的红锈，比较例2的切口完全被红锈覆盖，比较例3出现少量白锈，比较例4出现零星红锈。比较实施例1-4的产渣率可以发现，随着镁含量的增加，产渣率逐渐增加，当镁含量为4.0％时，产渣率达到20％，当镁含量为2.3％时，产渣率与热镀纯锌镀层的比较例2相当，均为13％，当镁含量为3.2％时，产渣率为15％，相比较热镀纯锌镀层的比较例2增加幅度不大。

铝锌镁镀层和铝锌镀层中添加的镁含量与其镀层在盐雾实验中表面出现5％的红锈时间的关系以及与产渣率的关系如图1所示。可以发现，当镁含量超过1％之后，镀层出现红锈的时间显著增加，表明镀层的耐蚀性显著提高，而当镁含量超过3.2％后，产渣率明显增加。

本发明所述的热镀铝锌镁镀层钢板通过设计镀浴成分并配以热镀工艺获得了热镀铝锌镁镀层钢板，该钢板具有良好的耐腐蚀性能、镀层附着力、焊接性能和可制造性能，可以用于制造建筑领域用的建筑面板、瓦楞板、轻钢龙骨以及家电外置机架要求。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，采用的铝锌镁镀层使得其具有比锌更低的可逆电位，因此具有更好的阴极保护能力；另一方面，镁与大气和水接触后会形成氧化镁等碱性氧化物，这种碱性氧化物比氧化锌更致密，具有更好的阻隔电子运动的能力，因此一旦形成氧化镁氧化产物，则可以对腐蚀位置起到钝化保护效果，对切边位置形成良好的保护能力。

2、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，镁含量限定在1％～4％；一方面镁具备对钢板的保护作用，另一方面避免过饱和，造成热镀时镀浴流动性和浸润性变差，同时产生大量的氧化镁渣。

3、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，铝含量50％～60％使得镀层具备优秀的抗大气腐蚀能力，同时铝过量影响镀浴的浸润性以及钢板的焊接性能。

4、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，采用硅缓和铝在热镀过程中与铁会发生的激烈化学反应，缓和急剧增加的铝热反应热量对镀浴的影响。

5、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，在热镀铝锌镁镀层钢板生产过程中，热浸镀的镀浴温度控制在600℃～650℃；一方面避免太低的温度造成的镀浴流动性差，不利于获得均匀的镀层表面；另一方面，避免太高的温度导致铝与铁过于激烈的反应，使得局部形成过厚的镀层，造成表面凹凸不平，同时还会增加铁损。

6、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，在热镀铝锌镁镀层钢板生产过程中，带钢入锅温度比镀浴温度低30～50℃；一方面，由于铝热反应铝与铁发生反应放出较多的热量，为了保持镀浴的温度稳定，是入浴的带钢比镀浴低的温度进入镀浴；另一方面，避免带钢的温度太低不利于镀浴与钢板之间发生反应，同时，避免太低的温度对镀浴温度造成较大的扰动。

7、本申请实施例中提供的铝锌镁镀层钢板，在热镀铝锌镁镀层钢板生产过程中，镀后冷却速度≥5℃/s。较高的冷却速度有利于获得比较细小的镀层凝固组织，得到更加均匀的耐腐蚀能力和更好的镀层与钢板的结合力。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种铝锌镁镀层钢板，其特征在于，包括：基板以及位于所述基板上的镀层；

所述镀层为铝锌镁镀层；

其中，所述铝锌镁镀层的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌。

2.如权利要求1所述的铝锌镁镀层钢板，其特征在于：所述基板在热镀浴中进行热度；

其中，镀浴温度为600℃～650℃。

3.如权利要求2所述的铝锌镁镀层钢板，其特征在于：所述基板的入浴温度比所述镀浴温度低30℃～50℃。

4.如权利要求2所述的铝锌镁镀层钢板，其特征在于：镀后冷却温度速度大于等于5℃/S。

5.一种铝锌镁镀层钢板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在热镀浴中对基板进行热浸镀；

其中，所述热镀浴的成分质量配比为：50～60％铝、1～4％镁、1～2％硅、余量为锌。

6.如权利要求5所述的铝锌镁镀层钢板的制备方法，其特征在于：

带钢入锅温度比镀浴温度低30～50℃，镀浴温度为600℃～650℃；镀后冷却，冷却速度≥5℃/s。