CN111455299B - 一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，所述方法包括以下步骤：基板经热浸镀锌→合金化→冷却→一次平整→二次平整；在不额外涂覆涂层的前提之下，通过合金化工艺、平整工艺控制调整合金化镀层板表面相组成及物理形貌，提高了合金化镀锌钢板电泳针孔电压。

Description

一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法。
背景技术
近年来，随着我国汽车工业的进步、消费者需求升级、国家法律法规的完善，汽车的腐蚀性能已成为国内各大主机厂关注的焦点之一。因此，合金化镀锌钢板因其优异的耐蚀性被广泛应用于汽车的制造。
当合金化镀锌板应用于汽车车身零部件时，需要进行涂装处理，以获得良好的车身外观和增加防腐性能。一般地，车身经过脱脂、表调、磷化、电泳、中涂、面涂等涂装步骤。然而，合金化镀锌板由于表面粗糙疏松的微观结构，在电泳时容易产生局部电流过高击穿电泳涂层，进而形成火山口状爆破，又称为“电泳针孔”。
一种解决方案是在电泳涂装时采取多段电压，利用电泳初始阶段缓慢的电压增加速率来减少此倾向，然而这可能会造成电泳漆膜厚度不足进而引发一系列防腐问题。同时，此种方法要增加涂装产线的长度，涉及产线的改造或新建，造成生产性降低。
另外一种解决方案是通过电镀、闪镀等形式在合金化镀锌板表面涂覆铁、锌等金属涂层，通过改善合金化镀锌板的表面特性来实现电泳针孔电压的提升。然而，额外的镀层工艺引起成本的增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，在不额外涂覆涂层的前提之下，通过合金化工艺、平整工艺控制调整合金化镀层板表面相组成及物理形貌，提高了合金化镀锌钢板电泳针孔电压。
本发明采取的技术方案为：
一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)钢带进行热浸镀锌；
(2)合金化处理；
(3)冷却；
(4)一次平整；
(5)二次平整。
进一步地，步骤(2)中，热浸镀锌后的钢带以400～500℃温度进入合金化炉，合金化炉温度为460～550℃，合金化时间2～10s。合金化温度过低、合金化时间过短将会导致大量枝晶状ζ相在表面存在，有一定的概率会在磷化过程中形成粗大不均的磷化晶粒，造成磷化膜孔隙率高，降低针孔电压。合金化温度过高、合金化时间过长将会导致锌层的抗粉化能力的下降，影响镀层成形性能。
步骤(2)中，合金化炉温度优选为480～520℃，合金化时间优选为2～5s.
步骤(4)中，工作辊的表面平均粗糙度Ra为3.0～5.0μm，Rz为8～15μm，平整延伸率为1.0-1.5％。工作辊粗糙度及平整延伸率过高，会造成涂漆后橘皮值及鲜映性的降低，以及材料机械性能的降低；工作辊粗糙度及平整延伸率过低，将会造成合金化镀层表面粗糙相无法被平整，达不到提升电泳针孔电压的目的，因此在一次平整工艺中控制工作辊的表面平均粗糙度Ra为3.0～5.0μm，Rz为8～15μm，平整延伸率为1.0-1.5％。
步骤(5)中，工作辊的表面平均粗糙度Ra≤1.0μm，Rz≤5μm，所述平整延伸率为0.1-0.5％。工作辊粗糙度过高，将导致第一次平整中形成的过深的凹坑无法被消除，降低电泳针孔电压，因此在二次平整工艺中控制工作辊的表面平均粗糙度Ra≤1.0μm，Rz≤5μm。
经过上述工艺得到的合金化镀锌板的镀层的总厚度为4～9μm，这样的镀层厚度镀层与基板的附着力良好且具有较好的耐腐蚀性。
本发明提供的提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，在不额外涂覆涂层的前提之下，通过合金化工艺、平整工艺控制调整合金化镀层板表面相组成及物理形貌，即经过上述工艺得到的合金化镀锌板表面分为平坦部、粗糙部两部分，粗糙部相组成为颗粒状δ相，不含有枝晶状ζ相，其中平坦部面积百分比大于90％，提高了合金化镀锌钢板电泳针孔电压。
附图说明
图1为实施例1中的合金化镀锌钢板的表面形貌；
图2为实施例1中的合金化镀锌钢板放大后的表面形貌。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
通过铁水预处理→转炉冶炼→合金微调→精炼→连铸→热轧→酸洗→冷轧→电解清洗→连续退火工艺生产得到表1中各成分的基板，然后将各基板分别经热浸镀锌→合金化→冷却→一次平整→二次平整工艺并按照表2中的参数进行控制，制备得到镀层的总厚度为4～9μm的合金化镀锌钢板。
表1各实施例和对比例中各基板所含的化学成分及重量百分比
Figure BDA0002486657410000031
Figure BDA0002486657410000041
表2各实施例和对比例的合金化及平整工艺参数
Figure BDA0002486657410000042
将各实施例和对比例中得到的合金化镀锌钢板按照下述过程进行电泳针孔电压测试，具体过程如下：
(1)使用碱性脱脂剂对合金化镀锌板进行脱脂，然后使用去离子水清洗；
(2)随后，使用车身用锌系三元磷化处理剂对镀锌板进行磷化处理，获得的磷化膜性能要求为：磷化膜覆盖均匀、完整、无色差，在200倍视场下不存在空洞区域，磷化膜重范围为2.0～4.0g/m2，磷化结晶尺寸为2～10μm；
(3)使用关西涂料LB-810型号电泳漆，从200V电压开始进行电泳，时间3min。每泳涂一次将电压提高10V再进行电泳。当达到某一电压，即随着时间增加，槽液温度急剧上升，电流值不下降，反而上升，甚至发出“滋滋”响声或冒“烟”，即表示漆膜开始破裂，这时立即切断电源停止试验，并记录此时的电压值，用2～3个试片平行测定，选择漆膜产生破裂的最低电压值作为针孔电压的测定结果。
结果如表3所示，从表中可以看出按照本发明的方法得到的合金化镀锌钢板电泳针孔电压较高，耐电流击穿能力较强。
表3各实施例和对比例中的合金化镀锌钢板电泳针孔电压测试结果
针孔电压(V)
实施例1 290
实施例2 290
实施例3 280
实施例4 290
对比例1 260
对比例2 250
对比例3 260
上述参照实施例对一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）钢带进行热浸镀锌；
（2）合金化处理；
（3）冷却；
（4）一次平整；
（5）二次平整；
步骤(2)中，合金化炉温度为460~550℃，合金化时间2~10s；
步骤(4)中，工作辊的表面平均粗糙度Ra为3.0～5.0μm，Rz为8～15μm，平整延伸率为1.0-1.5％；
步骤(5)中，工作辊的表面平均粗糙度Ra≤1.0μm，Rz≤5μm，所述平整延伸率为0.1-0.5％。
2.根据权利要求1所述的提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，其特征在于，步骤（2）中，热浸镀锌后的钢带以400~500℃温度进入合金化炉，合金化炉温度为480～520℃，合金化时间2～5s。
3.根据权利要求1所述的提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，其特征在于，所述方法生产得到的合金化镀锌板镀层的总厚度为4~9μm。
4.根据权利要求1所述的提高合金化镀锌钢板电泳针孔电压的方法，其特征在于，所述方法生产得到的合金化镀锌板表面分为平坦部、粗糙部两部分，粗糙部相组成为颗粒状δ相，不含有枝晶状ζ相，其中平坦部面积百分比大于90%。
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