CN116005074A

CN116005074A - 一种热镀锌钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN116005074A
Application number: CN202310044755.0A
Authority: CN
Inventors: 张晓东; 张纪东; 俞海章; 向泽林
Original assignee: Ningbo Yinzhou Xinwang Hot Dip Galvanizing Co ltd
Current assignee: Ningbo Yinzhou Xinwang Hot Dip Galvanizing Co ltd
Priority date: 2023-01-30
Filing date: 2023-01-30
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2043-01-30
Also published as: CN116005074B

Abstract

本发明公开了一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、镀锌层和耐腐蚀涂层；按重量百分比计，所述钢基板的成分如下：C 0.01%‑0.1%、Si 0.1%‑0.4%、Mn 1%‑2%、Zr 0.01%‑0.1%、Mo 0.05%‑0.12%、Ga 0.03%‑0.2%、Ir 0.001%‑0.003%、Sc 0.01%‑0.05%、Sr 0.001%‑0.003%、Re 0.001%‑0.003%、B 0.0001%‑0.001%、稀土元素0.001%‑0.004%、纳米氮化钛0.001%‑0.003%，余量为Fe。该热镀锌钢板机械力学性能、耐腐蚀性能和耐疲劳性能好，镀层与钢基的附着力强。

Description

一种热镀锌钢板及其制备方法

技术领域

本发明涉及热镀锌钢板生产制造技术领域，尤其涉及一种热镀锌钢板及其制备方法。

背景技术

热镀锌钢板由于其良好的耐腐蚀性能、优良的涂镀性能和洁净的外观在家用电器、汽车车身用板等制造业中得到了广泛的应用。随着市场对产品耐蚀性能要求的提高，热镀锌钢板的市场需求量越来越大，对其性能要求也越来越大。开发综合性能和性能稳定性优异的热镀锌钢板显得尤为重要。

现有的热镀锌钢板在实际的生产过程中产品质量很难控制，成品容易发生镀层与基板的附着力差、折弯后出现锌层开裂或脱落的问题，最终因产品不满足镀层性能要求而降级，造成质量损失。除此之外，市面上的热镀锌钢板还或多或少存在强度不足，耐腐蚀性和耐疲劳性能不佳，镀层与钢基的附着力不够的技术缺陷。

为了解决上述问题，中国发明专利文献CN104532123B公开了一种热镀锌钢板及其生产方法，属于冷轧板带生产技术领域。该发明要解决的技术问题是提供一种热镀锌钢板及其生产方法。该发明热镀锌钢板，由以下重量百分比组分组成：C 0.004～0.009％，Si≤0.06％，Mn 0.80～1.4％，P 0.04～0.10％，S 0.005～0.020％，Nb 0.04～0.10％，Als0.020％～0.080％，余量为Fe和不可避免杂质组成。该发明热镀锌钢板的屈服强度300～350MPa，抗拉强度400～460MPa，伸长率32.0～35.0％，r90：1.8～2.1，n90：0.19～0.22，可以同时满足家电领域的成形零件对成型性能和强度的要求。然而，该热镀锌钢板机械力学性能、耐腐蚀性能和耐疲劳性能仍然有待进一步提高，镀层与钢基的附着力仍然有待进一步改善。

可见，开发一种机械力学性能、耐腐蚀性能和耐疲劳性能好，镀层与钢基的附着力强的热镀锌钢板及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进热镀锌钢板材料的进一步发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机械力学性能、耐腐蚀性能和耐疲劳性能好，镀层与钢基的附着力强的热镀锌钢板及其制备方法。

为达到以上目的，本发明提供一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C 0.01%-0.1%、Si 0.1%-0.4%、Mn 1%-2%、Zr 0.01%-0.1%、Mo 0.05%-0.12%、Ga 0.03%-0.2%、Ir 0.001%-0.003%、Sc 0.01%-0.05%、Sr 0.001%-0.003%、Re 0.001%-0.003%、B 0.0001%-0.001%、稀土元素 0.001%-0.004%、纳米氮化钛0.001%-0.003%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.01-0.03份、Cu 0.03-0.08份、Ca0.001-0.004份、Al 1-3份、纳米稀土氧化物0.03-0.1份、Zn 90-100份。

优选的，所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比(3-5):1:(0.4-0.6)混合形成的混合物。

优选的，所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm，由中科金研(北京)科技有限公司提供。

优选的，所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比(1-3):1混合形成的混合物。

优选的，所述纳米稀土氧化物的粒径为20-80nm。

优选的，所述镀锌层的单面厚度为5-60μm；所述钢基板的厚度为0.8-1.2mm。

优选的，所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚50-60份、4-氟苯乙烯3-5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2-4份、N-乙烯基咔唑2-5份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1-3份、双酚A双烯丙基醚1-3份、光引发剂0.8-1.5份、消泡剂1-2份、分散剂1-2份、溶剂40-50份。

优选的，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的至少一种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种；所述分散剂为分散剂LD-1108、分散剂HH2016D中的至少一种。

优选的，所述光引发剂为安息香乙醚、二苯基乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。

优选的，所述烯丙基化的超支化聚苯醚的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述烯丙基化的超支化聚苯醚是按中国专利文献CN101717503B中实施例3的方法制成。

本发明的另一个目的，在于提供一种所述热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

步骤S4、将耐腐蚀涂层各组分混合均匀后，涂覆于镀锌层外表面，涂覆厚度为0.1mm，再进行固化即得热镀锌钢板。

优选的，步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1200-1360℃；保温炉温度为980-1080℃，铸造冷却水温28-32℃；铸造速度为10-15m/min，铸机出口板带温度边部为900-980℃；终轧温度控制在850-930℃，清洗管温度为70-80℃。

优选的，步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为930-980℃，保温时间为3-5小时，冷却方式为空冷或风冷；所述淬火处理温度为910-930℃，保温时间为2-3小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为540-600℃，保温时间为3-5小时，冷却方式为水冷。

优选的，步骤S3中所述热镀锌的均热温度为780-850℃、保温时间90-210s，缓冷温度690-750℃、缓冷冷却速率12-22℃/s，快冷温度430-460℃、快冷冷却速率40-68℃/s，镀锌温度458-462℃、镀锌时间8-25s。

优选的，步骤S4中所述固化包括：在680-720mw/cm²紫外光条件下固化5-8分钟，再在90-110℃下干燥15-25min。

由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明公开的热镀锌钢板的制备方法，工艺简单，操作方便，对设备依赖性低，制备效率和成品合格率高，易于实现规模化生产，具有较高的推广应用价值。

（2）本发明公开的热镀锌钢板，所述钢基板的化学成分如下：C 0.01%-0.1%、Si0.1%-0.4%、Mn 1%-2%、Zr 0.01%-0.1%、Mo 0.05%-0.12%、Ga 0.03%-0.2%、Ir 0.001%-0.003%、Sc 0.01%-0.05%、Sr 0.001%-0.003%、Re 0.001%-0.003%、B 0.0001%-0.001%、稀土元素 0.001%-0.004%、纳米氮化钛0.001%-0.003%，余量为Fe；通过各成分之间的相互配合，共同作用，使得制成的钢板机械力学性能、耐腐蚀性能和耐疲劳性能好，使用寿命长。

（3）本发明公开的热镀锌钢板，所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn0.01-0.03份、Cu 0.03-0.08份、Ca 0.001-0.004份、Al 1-3份、纳米稀土氧化物0.03-0.1份、Zn 90-100份；通过各成分相互配合共同作用，提高了热镀锌层的耐腐蚀性能和与钢基板之间的粘附性能，使得表面镀层的光洁度高，且能够阻止界面产生裂纹，细化晶粒，改善镀层表面状态，另外，还能降低锌渣的生成量，进而改善热镀锌效果。另一方面，其中的纳米稀土氧化物的加入还能细化晶粒和枝晶网络，降低了镀层中的氢、氧和其它有害杂质含量，因而削弱镀层氢脆倾向，弥散于基体中，起到弥散强化作用。

（4）本发明公开的热镀锌钢板，所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚50-60份、4-氟苯乙烯3-5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2-4份、N-乙烯基咔唑2-5份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1-3份、双酚A双烯丙基醚1-3份、光引发剂0.8-1.5份、消泡剂1-2份、分散剂1-2份、溶剂40-50份。通过各组分之间的的相互配合作用，在涂层结构中同时引入超支聚苯醚、含氟苯、苯并三唑、咔唑、酰胺、双酚A基醚结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的热镀锌钢板机械力学性能、耐腐蚀性能和耐疲劳性能好，使用寿命长。其中的含有不饱和烯键的组分在光引发剂的作用下发生共聚固化，形成互穿网络结构，进一步改善上述性能。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C 0.01%、Si0.1%、Mn 1%、Zr 0.01%、Mo 0.05%、Ga 0.03%、Ir 0.001%、Sc 0.01%、Sr 0.001%、Re 0.001%、B 0.0001%、稀土元素 0.001%、纳米氮化钛0.001%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.01份、Cu 0.03份、Ca 0.001份、Al 1份、纳米稀土氧化物0.03份、Zn 100份。

所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比3:1:0.4混合形成的混合物；所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm，由中科金研(北京)科技有限公司提供；所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比1:1混合形成的混合物；所述纳米稀土氧化物的粒径为20nm；所述镀锌层的单面厚度为30μm；所述钢基板的厚度为1mm。

所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚50份、4-氟苯乙烯3份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2份、N-乙烯基咔唑2份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1份、双酚A双烯丙基醚1份、光引发剂0.8份、消泡剂1份、分散剂1份、溶剂40份。

所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述消泡剂为磷酸三丁酯；所述分散剂为分散剂LD-1108；所述光引发剂为安息香乙醚；所述烯丙基化的超支化聚苯醚是按中国专利文献CN101717503B中实施例3的方法制成。

一种所述热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1200℃；保温炉温度为980℃，铸造冷却水温28℃；铸造速度为10m/min，铸机出口板带温度边部为900℃；终轧温度控制在850℃，清洗管温度为70℃。

步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为930℃，保温时间为3小时，冷却方式为空冷；所述淬火处理温度为910℃，保温时间为2小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为540℃，保温时间为3小时，冷却方式为水冷。

步骤S3中所述热镀锌的均热温度为780℃、保温时间90s，缓冷温度690℃、缓冷冷却速率12℃/s，快冷温度430℃、快冷冷却速率40℃/s，镀锌温度458℃、镀锌时间8s；步骤S4中所述固化包括：在680mw/cm²紫外光条件下固化5分钟，再在90℃下干燥15min。

实施例2

一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C 0.04%、Si0.2%、Mn 1.2%、Zr 0.03%、Mo 0.07%、Ga 0.07%、Ir 0.0015%、Sc 0.02%、Sr 0.0015%、Re0.0015%、B 0.0003%、稀土元素 0.002%、纳米氮化钛0.0015%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.015份、Cu 0.05份、Ca 0.002份、Al 1.5份、纳米稀土氧化物0.05份、Zn 98份。

所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比3.5:1:0.45混合形成的混合物；所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm，由中科金研(北京)科技有限公司提供；所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比1.5:1混合形成的混合物；所述纳米稀土氧化物的粒径为40nm；所述镀锌层的单面厚度为30μm；所述钢基板的厚度为1mm。

所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚53份、4-氟苯乙烯3.5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2.5份、N-乙烯基咔唑3份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1.5份、双酚A双烯丙基醚1.5份、光引发剂1份、消泡剂1.2份、分散剂1.2份、溶剂43份。

所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺；所述消泡剂为消泡剂德谦3100；所述分散剂为分散剂HH2016D；所述光引发剂为二苯基乙酮；所述烯丙基化的超支化聚苯醚是按中国专利文献CN101717503B中实施例3的方法制成。

一种所述热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1260℃；保温炉温度为1000℃，铸造冷却水温29℃；铸造速度为12m/min，铸机出口板带温度边部为920℃；终轧温度控制在870℃，清洗管温度为73℃。

步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为950℃，保温时间为3.5小时，冷却方式为空冷或风冷；所述淬火处理温度为915℃，保温时间为2.3小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为560℃，保温时间为3.5小时，冷却方式为水冷。

步骤S3中所述热镀锌的均热温度为800℃、保温时间130s，缓冷温度710℃、缓冷冷却速率15℃/s，快冷温度440℃、快冷冷却速率48℃/s，镀锌温度459℃、镀锌时间15s；步骤S4中所述固化包括：在690mw/cm²紫外光条件下固化6分钟，再在95℃下干燥17min。

实施例3

一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C 0.06%、Si0.25%、Mn 1.5%、Zr 0.06%、Mo 0.09%、Ga 0.13%、Ir 0.002%、Sc 0.035%、Sr 0.002%、Re0.002%、B 0.0006%、稀土元素 0.0025%、纳米氮化钛0.002%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.02份、Cu 0.055份、Ca 0.0025份、Al 2份、纳米稀土氧化物0.06份、Zn 95份。

所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比4:1:0.5混合形成的混合物；所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm，由中科金研(北京)科技有限公司提供；所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比2:1混合形成的混合物；所述纳米稀土氧化物的粒径为50nm；所述镀锌层的单面厚度为30μm；所述钢基板的厚度为1mm。

所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚55份、4-氟苯乙烯4份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3份、N-乙烯基咔唑3.5份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺2份、双酚A双烯丙基醚2份、光引发剂1.2份、消泡剂1.5份、分散剂1.5份、溶剂45份；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述消泡剂为消泡剂BYK088；所述分散剂为分散剂LD-1108；所述光引发剂为2,4-二羟基二苯甲酮；所述烯丙基化的超支化聚苯醚是按中国专利文献CN101717503B中实施例3的方法制成。

一种所述热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1290℃；保温炉温度为1020℃，铸造冷却水温30℃；铸造速度为13m/min，铸机出口板带温度边部为950℃；终轧温度控制在890℃，清洗管温度为75℃。

步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为960℃，保温时间为4小时，冷却方式为空冷或风冷；所述淬火处理温度为920℃，保温时间为2.5小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为570℃，保温时间为4小时，冷却方式为水冷。

步骤S3中所述热镀锌的均热温度为820℃、保温时间150s，缓冷温度720℃、缓冷冷却速率17℃/s，快冷温度445℃、快冷冷却速率53℃/s，镀锌温度460℃、镀锌时间15s；步骤S4中所述固化包括：在700mw/cm²紫外光条件下固化6.5分钟，再在100℃下干燥20min。

实施例4

一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C 0.09%、Si0.35%、Mn 1.8%、Zr 0.09%、Mo 0.1%、Ga 0.18%、Ir 0.0025%、Sc 0.04%、Sr 0.0025%、Re0.0025%、B 0.0009%、稀土元素 0.0035%、纳米氮化钛0.0025%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.025份、Cu 0.07份、Ca 0.0035份、Al 2.5份、纳米稀土氧化物0.09份、Zn 93份。

所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比4.5:1:0.55混合形成的混合物；所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm，由中科金研(北京)科技有限公司提供；所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比2.5:1混合形成的混合物；所述纳米稀土氧化物的粒径为70nm；所述镀锌层的单面厚度为30μm；所述钢基板的厚度为1mm。

所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚58份、4-氟苯乙烯4.5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯3.5份、N-乙烯基咔唑4.5份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺2.5份、双酚A双烯丙基醚2.5份、光引发剂1.3份、消泡剂1.8份、分散剂1.8份、溶剂48份。

所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜按质量比1:1:2:3混合形成的混合物；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088按质量比1:3:5混合形成的混合物；所述分散剂为分散剂LD-1108、分散剂HH2016D按质量比1:2混合形成的混合物；所述光引发剂为安息香乙醚、二苯基乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮按质量比1:2:1混合形成的混合物；所述烯丙基化的超支化聚苯醚是按中国专利文献CN101717503B中实施例3的方法制成。

一种所述热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1340℃；保温炉温度为1070℃，铸造冷却水温31℃；铸造速度为14m/min，铸机出口板带温度边部为970℃；终轧温度控制在920℃，清洗管温度为78℃。

步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为970℃，保温时间为4.5小时，冷却方式为风冷；所述淬火处理温度为925℃，保温时间为2.8小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为590℃，保温时间为4.5小时，冷却方式为水冷。

步骤S3中所述热镀锌的均热温度为840℃、保温时间200s，缓冷温度740℃、缓冷冷却速率20℃/s，快冷温度455℃、快冷冷却速率63℃/s，镀锌温度461℃、镀锌时间23s；步骤S4中所述固化包括：在710mw/cm²紫外光条件下固化7.5分钟，再在105℃下干燥23min。

实施例5

一种热镀锌钢板，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C 0.1%、Si0.4%、Mn 2%、Zr 0.1%、Mo 0.12%、Ga 0.2%、Ir 0.003%、Sc 0.05%、Sr 0.003%、Re 0.003%、B0.001%、稀土元素0.004%、纳米氮化钛0.003%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.03份、Cu 0.08份、Ca 0.004份、Al 3份、纳米稀土氧化物0.1份、Zn 90份。

所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比5:1:0.6混合形成的混合物；所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm，由中科金研(北京)科技有限公司提供；所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比3:1混合形成的混合物；所述纳米稀土氧化物的粒径为80nm；所述镀锌层的单面厚度为30μm；所述钢基板的厚度为1mm。

所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚60份、4-氟苯乙烯5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯4份、N-乙烯基咔唑5份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺3份、双酚A双烯丙基醚3份、光引发剂1.5份、消泡剂2份、分散剂2份、溶剂50份。

所述溶剂为二甲亚砜；所述消泡剂为消泡剂德谦3100；所述分散剂为分散剂LD-1108；所述光引发剂为安息香乙醚；所述烯丙基化的超支化聚苯醚是按中国专利文献CN101717503B中实施例3的方法制成。

一种所述热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1360℃；保温炉温度为1080℃，铸造冷却水温32℃；铸造速度为15m/min，铸机出口板带温度边部为980℃；终轧温度控制在930℃，清洗管温度为80℃。

步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为980℃，保温时间为5小时，冷却方式为风冷；所述淬火处理温度为930℃，保温时间为3小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为600℃，保温时间为5小时，冷却方式为水冷。

步骤S3中所述热镀锌的均热温度为850℃、保温时间210s，缓冷温度750℃、缓冷冷却速率22℃/s，快冷温度460℃、快冷冷却速率68℃/s，镀锌温度462℃、镀锌时间25s。

步骤S4中所述固化包括：在720mw/cm²紫外光条件下固化8分钟，再在110℃下干燥25min。

对比例1

一种热镀锌钢板，其与实施例1基本相同，不同的是所述钢基板的化学成分中不包括Ga、Re和Zr；所述镀锌层的成分中不包括Cu和纳米稀土氧化物；所述耐腐蚀涂层各组分中不包含2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

对比例2

一种热镀锌钢板，其与实施例1基本相同，不同的是所述钢基板的化学成分中不包括Ir、Sc和纳米氮化钛；所述镀锌层的成分中不包括Ca和Sn；所述耐腐蚀涂层各组分中不包含4-氟苯乙烯和N-乙烯基咔唑。

为了进一步说明本发明各实施例热镀锌钢板的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-2的热镀锌钢板进行相关性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：

（1）拉伸性能测试：拉伸实验按JIS5标准加工，在室温下按GB/T 228.1-2010进行测试。

（2）耐腐蚀性的评价：对制得的热镀锌钢板进行盐雾耐腐蚀试验测试，试验温度为35℃，用5％质量浓度的氯化钠水溶液在试验箱内喷雾，用以模拟环境的加速腐蚀，热镀锌钢板的耐受时间（即保持未生锈的时间）长短决定其耐腐蚀性能的好坏。

（3）耐疲劳性能：在应力比R为0.05的条件下进行，以10⁷的重复数求出疲劳极限(FL)，求出耐久比(FL/TS)，将0.60以上的值判断为良好的耐疲劳特性。需要说明的是，应力比R是指由(最小重复应力)/(最大重复应力)定义的值。

从表1可见，本发明实施例公开的热镀锌钢板与对比例产品相比，机械力学性能、耐腐蚀性和耐疲劳性能更佳，Ga、Re、Zr、Cu、纳米稀土氧化物、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、Ir、Sc、纳米氮化钛、Ca、Sn、4-氟苯乙烯和N-乙烯基咔唑的使用对改善上述性能有益。

表1

项目	抗拉强度	<![CDATA[断后伸长率A<sub>80mm</sub>]]>	耐腐蚀性	耐久比
					单位	MPa	%	h	—
实施例1	1358	13.2	1280	0.77
					实施例2	1365	14.0	1292	0.79
实施例3	1375	14.6	1307	0.82
					实施例4	1380	15.0	1317	0.84
实施例5	1389	15.5	1325	0.85
					对比例1	1334	11.8	1243	0.71
对比例2	1326	10.5	1201	0.68

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种热镀锌钢板，其特征在于，自内向外依次包括钢基板、热镀于钢基板表层的镀锌层和涂覆于镀锌层表面的耐腐蚀涂层，按重量百分比计，所述钢基板的化学成分如下：C0.01%-0.1%、Si 0.1%-0.4%、Mn 1%-2%、Zr 0.01%-0.1%、Mo 0.05%-0.12%、Ga 0.03%-0.2%、Ir 0.001%-0.003%、Sc 0.01%-0.05%、Sr 0.001%-0.003%、Re 0.001%-0.003%、B 0.0001%-0.001%、稀土元素0.001%-0.004%、纳米氮化钛0.001%-0.003%，余量为Fe；所述镀锌层是由如下按重量份计的各成分制成：Sn 0.01-0.03份、Cu 0.03-0.08份、Ca 0.001-0.004份、Al1-3份、纳米稀土氧化物0.03-0.1份、Zn 90-100份。

2.根据权利要求1所述的热镀锌钢板，其特征在于，所述稀土元素为Ce、La、Pr按质量比(3-5):1:(0.4-0.6)混合形成的混合物；所述纳米氮化钛的型号为DK-TiN-001，平均粒径为20nm；所述纳米稀土氧化物为纳米氧化铈、纳米氧化镧按质量比(1-3):1混合形成的混合物；所述纳米稀土氧化物的粒径为20-80nm。

3.根据权利要求1所述的热镀锌钢板，其特征在于，所述镀锌层的单面厚度为5-60μm；所述钢基板的厚度为0.8-1.2mm。

4.根据权利要求1所述的热镀锌钢板，其特征在于，所述耐腐蚀涂层是由如下按重量份计的各组分制成：烯丙基化的超支化聚苯醚50-60份、4-氟苯乙烯3-5份、2-[3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯2-4份、N-乙烯基咔唑2-5份、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺1-3份、双酚A双烯丙基醚1-3份、光引发剂0.8-1.5份、消泡剂1-2份、分散剂1-2份、溶剂40-50份。

5.根据权利要求4所述的热镀锌钢板，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的至少一种；所述消泡剂为磷酸三丁酯、消泡剂德谦3100、消泡剂BYK088中的一种或几种；所述分散剂为分散剂LD-1108、分散剂HH2016D中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的热镀锌钢板，其特征在于，所述光引发剂为安息香乙醚、二苯基乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮中的至少一种。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、冶炼后采用连铸连轧制备钢基板胚；

步骤S2、对钢基板坯进行热处理，得到钢基板；

步骤S3、热镀锌处理，得到镀锌层；

8.根据权利要求7所述的热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1200-1360℃；保温炉温度为980-1080℃，铸造冷却水温28-32℃；铸造速度为10-15m/min，铸机出口板带温度边部为900-980℃；终轧温度控制在850-930℃，清洗管温度为70-80℃。

9.根据权利要求7所述的热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述热处理包括正火处理、淬火处理和回火处理；所述正火处理温度为930-980℃，保温时间为3-5小时，冷却方式为空冷或风冷；所述淬火处理温度为910-930℃，保温时间为2-3小时，冷却方式为水淬；所述回火处理温度为540-600℃，保温时间为3-5小时，冷却方式为水冷。

10.根据权利要求7所述的热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述热镀锌的均热温度为780-850℃、保温时间90-210s，缓冷温度690-750℃、缓冷冷却速率12-22℃/s，快冷温度430-460℃、快冷冷却速率40-68℃/s，镀锌温度458-462℃、镀锌时间8-25s；步骤S4中所述固化包括：在680-720mw/cm²紫外光条件下固化5-8分钟，再在90-110℃下干燥15-25min。