CN109234571A - 一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板及镀锌方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为3mm～20mm，双面镀层厚度为80g/m2～300g/m2，镀层组分按质量百分含量为：Al 1.3％～17％；Mg 0.8％～5.2％；Si 0％～0.5％；Sn 0.06％～0.3％；Fe 0.03～0.15％；其余为Zn。镀锌方法，1)锌液组分按质量百分比为：Al 1％～15％；Mg 1％～6％；Si 0～0.5％；Sn 0.06％～0.3％；Fe 0.01％～0.1％余量为Zn和不可避免的杂质；2)锌液温度控制在420℃～510℃，气刀压力为260mbar～380mbar，气刀距离为10mm～20mm；3)板带入锌锅温度为450℃～530℃；带钢板厚0.3mm～3.0mm，带速控制为60～160m/min。本发明Sn合金促进锌层表面锌花的生长，使表面更为美观，同时加入Al、Mg元素形成带锌花的锌铝镁镀层钢板。保证镀层钢板表面生成光亮、美感的锌花花纹基础上，提高了带锌花镀层钢板的耐蚀性能。

Description

一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板及镀锌方法
技术领域
本发明涉及热浸镀技术领域，特别涉及一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板及镀锌方法。
背景技术
锌铝镁镀层钢板由于其更高的耐蚀性能、良好的加工性能和稳定的涂覆性能已经越来越受到广泛关注。尤其在高强钢方面，由于Si、Mn含量较高，传统热镀锌难以正常镀锌，而锌铝镁中Al含量的提高增加了Al-Fe的反应能力，提高了高强钢的热镀性能。
专利CN201710294423.2公开了一种高温成型用超高强锌铝镁镀层钢板，热成型后镀层无向基体扩展的裂纹；专利CN201510548588.9公开了一种热镀用锌铝镁合金及其制造方法，主要采用低铝低镁系合金镀层；专利CN201510869141.1公开了表面质量好的高强锌铝镁镀层钢板，主要针对高Si、Mn含量的钢板进行锌铝镁热浸镀，获得了表面质量完好的高强镀层钢板。
关于锌铝镁镀层钢板的文献专利较多，但大多涉及无锌花产品，而目前建筑用钢等领域对有锌花产品仍有极大的需求，锌层表面锌花具有光亮的并有质感的雪花状花纹，尤其受到很多建筑领域的青睐，但传统的大锌花由于锌花晶粒边界易腐蚀，其耐蚀性较无锌花产品要差，而关于大锌花中添加Al、Mg等元素形成大锌花锌铝镁镀层的钢板报道较少。专利CN 102373392A公开了一种热浸镀锌铝镁硅稀土锑合金镀层钢带，其Sb含量控制在0.35％～0.6％，Al含量达到9.9％～12.1％，为高铝的锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸在6mm～15mm范围，主要为大锌花(普通锌花)产品。该专利中未阐述具体的工艺过程，仅对镀层成分进行了描述，且加入锑的含量较高，目前普通锌花产品的锑含量一般控制在0.08wt％～0.1wt％，而过高的锑含量会引起锌层的脆性，增加锌铁合金层的厚度，促进铁在锌液中的溶解度，增加铁损，加大锌耗。
Sn是五金元素之一，其熔点为231℃，较Sb的630℃来说更接近于Pb的327℃，因此完全可以代替Pb来促进锌层表面大锌花的生长，且Sn金属在很久以前就被人们广泛用在食品加工领域，其环保性毋庸置疑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板及镀锌方法，表面美观，具有较高的耐蚀性能，耐蚀性能可达到普通锌花产品的2倍以上。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为3mm～20mm，双面镀层厚度为80g/m2～300g/m2，镀层组分按质量百分含量为：Al 1.3％～17％；Mg 0.8％～5.2％；Si 0％～0.5％；Sn 0.06％～0.3％；Fe 0.03～0.15％；其余为Zn。
镀层组分按质量百分含量为还包括0～0.1％的Sb、0～0.17％的稀土元素(Ce+La)；
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌液组分按质量百分比为：Al 1％～15％；Mg 1％～6％；Si 0％～0.5％；Sn0.06％～0.3％；Fe 0.01～0.1％余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在420℃～510℃，气刀压力为260mbar～380mbar，气刀距离为10mm～20mm；
3)板带入锌锅温度为450℃～530℃；带钢板厚0.3mm～3.0mm，带速控制为60～160m/min。
锌液组分按质量百分比还包括0～0.1％的Sb、0～0.2％稀土元素(Ce+La)。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明Sn合金促进锌层表面锌花的生长，使表面更为美观，同时加入Al、Mg元素形成带锌花的锌铝镁镀层钢板。保证镀层钢板表面生成光亮、美感的锌花花纹基础上，提高了带锌花镀层钢板的耐蚀性能，其耐蚀性是普通锌花镀层钢板的2倍以上，锌花尺寸范围为3mm～20mm。
附图说明
图1为本发明的实施例1金相图。
图2为本发明的实施例2金相图。
图3为本发明的实施例3金相图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌液组分按质量百分比为：Al 1％～15％；Mg 1％～6％；Si 0％～0.5％；Sn0.06％～0.3％；Fe 0.01～0.1％余量为Zn和不可避免的杂质；锌液中的Al、Mg元素与Zn形成二元和三元共晶相，大大提高了镀锌层的耐蚀性能，当Al、Mg元素含量较高时，镀层脆性增强，添加适量的Si元素可有效改善镀层韧性；Fe在锌液中具有一定的溶解度，并常常伴随锌渣出现在锌锅中，应尽量减少锌锅中Fe含量，防止Zn-Fe脆性合金层的生成；Sn主要为了形成结晶节点，使钢板出锌锅时，表面晶粒快速结晶长大，形成美观的锌花表层，Sn含量少于0.06％时，镀层表面结晶点较少，难以形成规整的锌花花纹，Sn含量大于0.3％时，镀层韧性严重下降，且增加了Fe在锌液中的溶解度，增大了Zn-Fe脆性相的生成几率。
锌液组分按质量百分比还包括0～0.1％的Sb、0～0.2％稀土元素(La+Ce)。加入少量的Sb更有利于锌花的结晶长大，Sn、Sb共同作用，更能够满足特大锌花尺寸的要求，且Sn-Sb的合金总量可以降低，以降低Fe在锌锅中的溶解度，减少锌渣的形成。
2)锌液温度控制在420℃～510℃，气刀压力为260mbar～380mbar，气刀距离为10mm～20mm；锌锅温度选择420℃～510℃，温度过低锌液流动性能较差，镀层快速增厚，锌层表面光泽较差，锌锅温度较高，锌液流动性增强，难以获得稳定的镀层厚度，且表面锌花尺寸无法控制，锌液由液态变固态的时间周期变长，结晶点显著增多，无法获得一定尺寸的锌花，甚至无法得到带锌花的表层形貌。气刀压力为260mbar～380mbar，气刀距离为10mm～20mm，气刀参数的选择都是为了保证获得一定尺寸的锌花镀层表面，气刀压力过大，锌层冷却较快，无法得到一定尺寸的锌花，气刀压力过小，锌层表面平整度就较差，易出现锌流波纹等缺陷。
3)板带入锌锅温度为450℃～530℃；带钢板厚0.3mm～3.0mm，带速控制为60～160m/min。
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为3mm～20mm，双面镀层厚度为80g/m2～300g/m2，镀层组分按质量百分含量为：Al 1.3％～17％；Mg 0.8％～5.2％；Si 0％～0.5％；Sn 0.06％～0.3％；Fe 0.03～0.15％；其余为Zn。
镀层组分按质量百分含量为还包括Sb0～0.1％、0～0.17％的稀土元素Ce+La。
实施例1
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌液成分：锌液组分按质量百分比为Al 6％；Mg 3％；Sn 0.12％；Fe 0.03％；Sb0.03％；稀土Ce+La含量0.1％；余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在460℃，气刀压力为300mbar，气刀距离为12mm；
3)板带经清洗、连退后在480℃浸入锌锅，入锌锅时间在3～5s；
上述方法制备的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为9～12mm，如图1所示。
化学法测量镀层中组分按质量百分含量为：Al 7.2％；Mg 2.8％；Sn 0.11％；Fe0.04％；Sb0.027％；稀土含量0.08％；其余为Zn。
镀层厚度为双面80g/m2，镀层钢板耐盐雾性能为：耐白锈时间大于60小时，耐红锈时间大于320小时。
实施例2
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌液成分：锌液组分按质量百分比为：Al 1.6％；Mg 1.2％；Sn 0.08％；Fe0.05％；Sb0.05％；余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在480℃，气刀压力为360mbar，气刀距离为10mm；
3)板带经清洗、连退后在500℃浸入锌锅，入锌锅时间在3～5s；
上述方法制备的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为3mm～3.6mm，如图2所示。
化学法测量镀层中组分按质量百分含量为：Al 2.3％；Mg 1.0％；Sn 0.083％；Fe0.07％；Sb0.052％；其余为Zn。
镀层厚度为双面60g/m2，镀层钢板耐盐雾性能为：耐白锈时间大于60小时，耐红锈时间大于280小时。
实施例3
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌锅成分设计：锌液组分成分按质量百分比为：Al 11％；Mg 3％；Sn 0.29％；Fe0.08％；余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在500℃，气刀压力为320mbar，气刀距离为15mm；
3)板带经清洗、连退后在530℃浸入锌锅，入锌锅时间在3～5s；
上述方法制备的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为16mm～20mm，如图3所示。
化学法测量镀层中组分按质量百分含量为：Al 12.5％；Mg 2.7％；Sn 0.31％；Fe0.09％；其余为Zn。
镀层厚度为双面100g/m2，镀层钢板耐盐雾性能为：耐白锈时间大于80小时，耐红锈时间大于400小时。
实施例4
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌液成分：锌液组分按质量百分比为：Al 1％；Mg 1％；Sn 0.08％；Fe 0.05％；Sb0.03％；稀土元素(Ce+La)0.13％；余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在480℃，气刀压力为330mbar，气刀距离为12mm；
3)板带经清洗、连退后在500℃浸入锌锅，入锌锅时间在3～5s；
上述方法制备的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为3mm～3.6mm，如图2所示。
化学法测量镀层中组分按质量百分含量为：Al 1.7％；Mg 1.0％；Sn 0.083％；Fe0.07％；Sb0.031％；稀土元素(Ce+La)0.13％；其余为Zn。
镀层厚度为双面90g/m2，镀层钢板耐盐雾性能为：耐白锈时间大于60小时，耐红锈时间大于260小时。
实施例5
一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，包括以下步骤：
1)锌液成分：锌液组分按质量百分比为：Al 4％；Mg 3％；Sn 0.08％；Fe 0.05％；余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在480℃，气刀压力为320mbar，气刀距离为10mm；
3)板带经清洗、连退后在500℃浸入锌锅，入锌锅时间在3～5s；
上述方法制备的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，锌花尺寸为3mm～3.6mm，如图2所示。
化学法测量镀层中组分按质量百分含量为：Al 5.2％；Mg 3.1％；Sn 0.083％；Fe0.06％；其余为Zn。
镀层厚度为双面100g/m2，镀层钢板耐盐雾性能为：耐白锈时间大于55小时，耐红锈时间大于270小时。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (4)

1.一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，其特征在于，镀层钢板的锌花尺寸为3mm～20mm，双面镀层厚度为80g/m2～300g/m2，镀层组分按质量百分含量为：Al 1.3％～17％；Mg 0.8％～5.2％；Si 0％～0.5％；Sn 0.06％～0.3％；Fe 0.03％～0.15％；其余为Zn。
2.根据权利要求1所述的一种含锡带锌花锌铝镁镀层钢板，其特征在于，镀层组分按质量百分含量还包括0～0.1％的Sb、0～0.17％的稀土元素Ce+La。
3.一种根据权利要求1所述的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，其特征在于,包括以下步骤：
1)熔锌，锌液组分按质量百分比为：Al 1％～15％；Mg 1％～6％；Si 0～0.5％；Sn0.06％～0.3％；Fe 0.01％～0.1％余量为Zn和不可避免的杂质；
2)锌液温度控制在420℃～510℃，气刀压力为260mbar～380mbar，气刀距离为10mm～20mm；
3)板带入锌锅温度为450℃～530℃；带钢板厚0.3mm～3.0mm，带速控制为60～160m/min。
4.根据权利要求3所述的含锡带锌花锌铝镁镀层钢板镀锌方法，其特征在于，锌液组分按质量百分比还包括0～0.1％的Sb、0～0.2％稀土元素Ce+La。
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