CN106222593A - 一种高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板及其生产方法 - Google Patents

一种高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基板为低碳钢镀层合金成分为（5～25%Al）‑（1～5%Mg）‑（0.1～0.3%Si）‑（0.01～0.1%Ni）‑（0.01～0.1Ce）‑Zn的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板及其生产技术。其生产工艺路线：冷轧原料板→电解脱脂→全辐射管加热立式退火炉退火→感应加热式锌锅涂镀→纯氮气气刀→镀后冷却→光整、拉矫→钝化→烘干→静电涂油→检验包装入库。本发明在镀层表面形成镁镍元素富集，有效提高钢板镀层表面耐氧化性，进而改善钢板镀层的抗黑变性能和耐蚀性；通过在镀层中添加微量的稀土元素与适量的Al、Zn元素配合，细化了镀层组织，改善了镀层附着性、焊接性能和加工性能。

Description

一种高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于金属板材生产技术，涉及一种基板为低碳钢镀层为高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板及其生产技术。
背景技术
热镀锌钢板具有很好的耐蚀性、成形性、焊接性和涂装性，热镀锌钢板被广泛应用于建筑、家电和汽车制造领域。镀锌钢板的耐蚀性与镀层厚度成正比，提高镀锌钢板的耐蚀性将消耗更多的锌资源。锌资源的有限性，促使人们想要镀层厚度不很高也能达到比之厚度大的镀层相同抗腐蚀效果或更好。目前人们在摸索，还没有大批量的市场化产品问世。
发明内容
本发明目的是提出一种基板为低碳钢镀层为高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板及其生产技术。
本发明的技术方案：一种高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板，基板为低碳钢，镀层成分为：Al：5～25%，Mg：1～5%，Si：0.1～0.3%，Ni：0.01～0.1%，Ce：0.01～0.1，Zn，余量为不可避免的杂质元素。
镀层合金典型成分为：[Al]:11±1Wt%；[Mg]:3±0.2Wt%；[Si]:0.2±0.05Wt%；[Ni]:0.03～0.05Wt%；[Ce]:0.03～0.05Wt%；其余为锌和不可避免的微量元素。
高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，工艺路线为：冷轧原料板→电解脱脂→全辐射管加热立式退火炉退火→感应加热式锌锅涂镀→纯氮气气刀→镀后冷却→光整、拉矫→钝化→烘干→静电涂油→检验包装入库。
退火阶段：设定升温速率10±5℃/s，退火温度为700±50℃，保温时间为50±15s，退火段控制气氛为5%H2-95%N2，露点为-30±5℃。
加热式锌锅涂镀：设定锌锅温度480±25℃，入锌锅温度500±25℃，浸镀时间5±2s，镀后冷却速度≥10±5℃/s。
镀前保温：保温时间设定为保温时间为50±2s。
基板浸镀完后，用500±25ml/min氮气吹扫。
镀后冷却速度大于10±5℃/s。
本发明的有益效果：通过在镀层中添加微量Ni元素并配合适量共存的Mg元素，在镀层表面形成镁镍元素富集，有效提高钢板镀层表面耐氧化性，改善了钢板镀层的抗黑变性能和耐蚀性。通过在镀层中添加微量的稀土元素与适量的Al、Zn元素配合，细化了镀层组织，改善了镀层附着性、焊接性能和加工性能。
具体实施方式
采用如下技术方案：镀层成分为（5～25%Al）-（1～5%Mg）-（0.1～0.3%Si）-（0.01～0.1%Ni）-（0.01～0.1Ce）-Zn的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板，其基板采用低碳钢。
工艺路线为：冷轧原料板→电解脱脂→全辐射管加热立式退火炉退火→感应加热式锌锅涂镀→纯氮气气刀→镀后冷却→光整、拉矫→钝化→烘干→静电涂油→检验包装入库。
所述的退火阶段：设定升温速率10±5℃/s，退火温度为700±50℃，保温时间为50±15s，退火段控制气氛为5%H2-95%N2，露点为-30±5℃。
所述的热浸镀工艺：设定锌锅温度480±25℃，入锌锅温度500±25℃，浸镀时间5±2s，镀后冷却速度≥10±5℃/s。
所述的镀前保温阶段：镀前保温温度T0即入锌锅前带钢温度，带钢入锌锅温度取决于锌锅温度，一般较锌锅温度T0高10℃左右。由于基板与锌锅温度相差太大会使锌锅热能量平衡发生变化，导致锌锅温度波动，所以入锌锅温度十分重要，保温时间设定为50±2s。
所述的热浸镀阶段：此阶段为浸镀的关键阶段，基板进入锌锅后，会与锌液发生反应，形成镀层的合金层，直接决定镀层的性能。影响因素有锌锅温度、浸镀时间及锌锅锌液成分。设定锌锅温度480±25℃，浸镀时间5±2s。
所述的出锌锅阶段：基板浸镀完后，会从锌锅中粘带出一层锌液，需要对其进行气刀吹扫，以控制镀锌层的厚度，并且提高镀层表面平整度。影响因素有气刀吹气量和压力、气刀与钢板的距离及角度、吹气的种类（空气或氮气）。采用500±25ml/min氮气吹扫。
所述的冷却阶段：即基板带出的锌液的凝固过程，锌液凝固形成覆盖层。影响因素有冷却喷气高度（距锌液面距离）、冷却速率，镀后冷却速度大于10±5℃/s。
通过上述技术，获得耐蚀性比GI 耐蚀性高10倍以上的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板。
镀层合金一种典型成分是：[Al]:11±1Wt%；[Mg]:3±0.2Wt%；[Si]:0.2±0.05Wt%；[Ni]:0.03～0.05Wt%；[Ce]:0.03～0.05Wt%；其余为锌和不可避免的微量元素。基板退火段升温速率10℃/s，退火温度为700℃，保温时间为50s，退火段控制气氛为5%H2-95%N2，露点为-30℃。设定锌锅温度480℃，入锌锅温度500℃，浸镀时间,5±2s，镀后冷却速度大于10℃/s。
对实验室制备的钢板样品进行平面部和折弯盐雾试验，对镀层成分为Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.05%Ni-0.05%Ce的热镀锌铝镁镀层钢板耐蚀性进行研究。
平面耐蚀性研究：镀层的耐蚀性主要采用加速盐雾腐蚀对镀层出现红锈的时间来判断耐蚀性能的好坏，盐雾试验采用JIS Z 2371 标准。镀层厚度通过测厚仪和金相法测出，分别换算成等厚（14μm）和等重（60g/m2/side）比较，密度计算方法为各组元密度调和平均数。
表1镀层的平面耐蚀性实验结果
从表1实验结果来看，Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.05%Ni-0.05%Ce镀层耐蚀性是GI 镀层的13倍，比其它没有Si、Ni、Ce的试验例耐蚀性显著提高。
从表2看，折弯耐蚀性研究：与表1结果类似，Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.05%Ni-0.05%Ce镀层耐蚀性是GI 镀层的20倍，比其它没有Si、Ni、Ce的试验例耐蚀性也显著提高。

Claims (8)

1.一种高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板，基板为低碳钢，镀层成分为：Al：5～25%，Mg：1～5%，Si：0.1～0.3%，Ni：0.01～0.1%，Ce：0.01～0.1，Zn，余量为不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板，其特征是：镀层合金典型成分为：[Al]:11±1Wt%；[Mg]:3±0.2Wt%；[Si]:0.2±0.05Wt%；[Ni]:0.03～0.05Wt%；[Ce]:0.03～0.05Wt%；其余为锌和不可避免的微量元素。
3.权利要求1所述的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，工艺路线为：冷轧原料板→电解脱脂→全辐射管加热立式退火炉退火→感应加热式锌锅涂镀→纯氮气气刀→镀后冷却→光整、拉矫→钝化→烘干→静电涂油→检验包装入库。
4.根据权利要求3所述的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，退火阶段：设定升温速率10±5℃/s，退火温度为700±50℃，保温时间为50±15s，退火段控制气氛为5%H2-95%N2，露点为-30±5℃。
5.根据权利要求3所述的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，加热式锌锅涂镀：设定锌锅温度480±25℃，入锌锅温度500±25℃，浸镀时间5±2s，镀后冷却速度≥10±5℃/s。
6.根据权利要求3所述的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，镀前保温：保温时间设定为50±2s。
7.根据权利要求3所述的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，基板浸镀完后，用500±25ml/min氮气吹扫。
8.根据权利要求3所述的高耐蚀热镀锌铝镁镍稀土合金镀层钢板的生产方法，镀后冷却速度大于10±5℃/s。
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