CN118256843A - 减少锌铝镁镀层if钢锌灰缺陷的方法、锌铝镁镀层if钢 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法、锌铝镁镀层IF钢，属于涂镀技术领域。所述方法包括：得到具有设定粗糙度的IF钢基体；所述IF钢基体的化学成分包括：Ti及B，以质量分数计，Ti与B的含量之和为0.02％～0.05％；将所述IF钢基体在设定化学成分的镀液中进行热浸镀，得到锌铝镁镀层IF钢；所述热浸镀包括如下参数：热浸镀温度。通过对IF钢的冶炼成分设计、锌铝镁镀层要求和带钢原始表面质量特性及锌锅使用的耦合控制，从而解决了现有技术中锌铝镁镀层IF钢表面锌灰缺陷难以减少的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及涂镀技术领域，尤其涉及一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法、锌铝镁镀层IF钢。
背景技术
热浸镀锌铝镁镀层是一种新型的高耐蚀热浸镀合金镀层。与传统纯锌镀层相比，其在镀层中加入了镁元素和铝元素，使得镀层的平面耐蚀性与切口耐蚀性显著提高，可以被广泛用于制造耐蚀性要求较高的汽车、家电、钢结构等，但是由于镁元素和铝元素的增加，导致其锌层的微观组织控制难度较大，活泼型较强，容易产生更多的锌灰缺陷。
锌灰缺陷影响了后续汽车厂的涂装，中国专利CN110735098A公开了一种耐黑变锌铝镁镀层钢板及其制备方法，提供的耐黑变锌铝镁镀层钢板，只需要控制镀层中Mg含量，最终效果不受锌、铝含量的影响，且耐黑变性强，但实际应用效果较差。因此，亟需研制出一种能减少锌铝镁镀层IF钢表面锌灰缺陷的方法。
发明内容
本申请提供了一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法、锌铝镁镀层IF钢，以解决现有技术中锌铝镁镀层IF钢表面锌灰缺陷难以减少的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法，所述方法包括：
得到具有设定粗糙度的IF钢基体；所述IF钢基体的化学成分包括：Ti及B，以质量分数计，Ti与B的含量之和为0.02％～0.05％；
将所述IF钢基体在设定化学成分的镀液中进行热浸镀，得到锌铝镁镀层IF钢；所述热浸镀包括如下参数：热浸镀温度。
可选的，所述化学成分还包括：C、Si、Mn、Al、Fe，以质量分数计，C的含量>0且≤0.0023％，Si的含量>0且≤0.15％，Mn的含量为0.15％～0.40％，Al的含量为0.02％～0.05％，余量为Fe及不可避免杂质。
可选的，所述设定粗糙度为1.0μm～1.8μm。
可选的，所述IF钢基体的表面残油量≤350mg/m2，及表面残铁量≤60mg/m2。
可选的，所述设定化学成分包括：Zn、Mg及Al，以质量分数计，Mg与Al的含量之和为1％～3％。
可选的，所述热浸镀温度为435℃～445℃。
可选的，在所述热浸镀的过程中，采用单侧溢流炉鼻子与锌灰泵配合使用；所述锌灰泵的转速为500mpm～550mpm。
第二方面，本申请提供了一种由第一方面中任意一项所述的方法制备得到的锌铝镁镀层IF钢。
可选的，所述锌铝镁镀层IF钢满足如下至少一种性能：屈服强度Rp0.2为120MPa～180MPa，抗拉强度Rm为260MPa～350MPa，延伸率A80≥40％，n90≥0.21，r90≥2.5。
可选的，所述锌铝镁镀层IF钢的镀层由纯锌相、锌镁二元相、锌铝镁三元相构成，以体积分数计，所述锌镁二元相的含量为5％～10％，所述锌铝镁三元相的体积分数为22％～30％，余量为纯锌相。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请提供了一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法，通过采用Ti+B复合的成分体系，可以保证IF钢晶界的纯净性，提升镀层时表面镀层的均匀性；通过控制IF钢基体的粗糙度，涂镀过程锌层更加均匀，不会局部增厚从而导致后续光整等过程粘附辊子导致的锌灰；通过控制热浸镀的工艺参数提升钢板耐蚀性和成形性的同时，保证良好的表面质量和综合质量特性；通过对IF钢的冶炼成分设计、锌铝镁镀层要求和带钢原始表面质量特性及锌锅使用的耦合控制，从而解决了现有技术中难以减少锌铝镁镀层IF钢表面锌灰缺陷的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法的流程示意图；
图2为本申请提供的锌灰缺陷形貌图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
图1为本申请实施例提供的一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法的流程示意图。
请参见图1，本申请提供了一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法，所述方法包括：
S1、得到具有设定粗糙度的IF钢基体；所述IF钢基体的化学成分包括：Ti及B，以质量分数计，Ti与B的含量之和为0.02％～0.05％；
控制Ti与B的含量之和为0.02％～0.05％的积极效果：Ti的成本低，强碳化物形成元素易与C、N形成化合物，才能使C、N原子完全被固定而无间隙原子存在。过多的Ti反而提高带钢表面活性，游离的Ti氧化发黑降低带钢质量，添加B元素净化晶界，可以通过较少的B含量来实现晶界和晶内镀层一致性。示例性的，该Ti与B的含量之和可以为0.02％、0.03％、0.04％、0.045％、0.05％等。
在一些实施方式中，所述化学成分还包括：C、Si、Mn、Al、Fe，以质量分数计，C的含量>0且≤0.0023％，Si的含量>0且≤0.15％，Mn的含量为0.15％～0.40％，Al的含量为0.02％～0.05％，余量为Fe及不可避免杂质。
控制C的含量>0且≤0.0023％的积极效果：用于汽车深冲零件的钢板为无间隙原子钢(IF钢)，C元素含量不能过高，容易形成拉伸应变痕，同时过多C聚集于晶界，造成晶粒能量高，镀层不均匀。示例性的，该C的含量可以为0.0010％、0.0012％、0.0015％、0.0018％、0.0020％、0.0023％等。
控制Si的含量>0且≤0.15％的积极效果：有助于钢发生奥氏体转变时，铁素体更加纯净，从而有利于成形，但Si含量过高，容易造成热浸镀过程中出现漏镀问题。示例性的，该Si的含量可以为0.05％、0.07％、0.09％、0.10％、0.12％、0.14％、0.15％等。
控制Mn的含量为0.15％～0.40％的积极效果：固溶强化元素，添加Mn带钢的整卷性能均匀性会提高，但是IF钢要保证良好的深冲性能，因此Mn含量的添加不宜过多。示例性的，该Mn的含量可以为0.15％、0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％等。
控制Al的含量为0.02％～0.05％的积极效果：主要是为了脱氧而添加的，同时Al的添加会导致其与N元素发生反应沉淀，对于固溶N元素的含量形成一定影响，过多的Al会使氧化铝夹杂增多，使钢的延展性变差。示例性的，该Al的含量为0.02％、0.03％、0.04％、0.045％、0.05％等。
在一些实施方式中，所述设定粗糙度为1.0μm～1.8μm。
通过控制IF钢基板的粗糙度为1.0μm～1.8μm，可以使得涂镀过程锌层更加均匀，不会局部增厚从而导致后续光整等过程粘附辊子导致的锌灰。示例性的，该粗糙度可以为1.0μm、1.2μm、1.45μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm等。
在一些实施方式中，所述IF钢基体的表面残油量≤350mg/m2，及表面残铁量≤60mg/m2。
在本申请实施方式中，锌铝镁镀层由于添加了Al和Mg元素，镀层的实际微观组织难以控制，容易产生爆炸组织，从而更容易产生锌灰缺陷，控制IF钢基体的粗糙度、表面残油量及表面残铁量，可以避免局部有爆炸组织，降低锌灰发生概率。示例性的，该表面残油量可以为50mg/m2、100mg/m2、150mg/m2、200mg/m2、250mg/m2、300mg/m2、350mg/m2等，该表面残铁量可以为10mg/m2、20mg/m2、30mg/m2、40mg/m2、50mg/m2、60mg/m2等。
在一些实施方式中，S1步骤之前，所述方法还包括：钢坯冶炼，热连轧及冷轧退火。
S2、将所述IF钢基体在设定化学成分的镀液中进行热浸镀，得到锌铝镁镀层IF钢；所述热浸镀包括如下参数：热浸镀温度。
在一些实施方式中，所述设定化学成分包括：Zn、Mg及Al，以质量分数计，Mg与Al的含量之和为1％～3％。
控制Mg与Al的含量之和为1％～3％的积极效果：锌锅中Mg、Al含量采用低铝低镁成分体系，可以大幅提升钢板耐蚀性和成形性的同时，保证良好的表面质量和综合质量特性。Mg、Al含量过高，活性较强，容易导致镀层微观组织不受控，出现严重锌灰等质量问题。Mg、Al含量过低，锌铝镁镀层钢板耐蚀性和成形性较传统纯锌镀层改善效果有限。示例性的，Mg与Al的含量之和可以为1％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.5％、2.8％、3％等。
在一些实施方式中，所述热浸镀温度为435℃～445℃。
在一些实施方式中，在所述热浸镀的过程中，采用单侧溢流炉鼻子与锌灰泵配合使用；所述锌灰泵的转速为500mpm～550mpm。
在本申请的实施方式中，锌锅内的锌液流动十分复杂，通过控制热浸镀的温度，并全程投入锌灰泵，避免发生更多的锌灰被带钢捕捉，控制锌灰泵的转速为500mpm～550mpm，在此范围内，可以避免带钢周围锌层的形成，后发生漏镀，同时避免带钢周围聚集锌灰，从而避免锌灰被带钢捕捉，降低锌灰发生概率。示例性的，该热浸镀温度可以为435℃、437℃、439℃、440℃、442℃、444℃、445℃等，该锌灰泵的转速可以为500mpm、510mpm、520mpm、530mpm、540mpm、550mpm等。
在一些实施方式中，热浸镀过程中，使用锌锅氮气管对锌铝镁锅内通入氮气搅拌，以提高锌液成分均匀性。
在一些实施方式中，所述方法还包括：光整及涂油。
第二方面，本申请提供了一种由第一方面中任意一项所述的方法制备得到的锌铝镁镀层IF钢。
在一些实施方式中，所述锌铝镁镀层IF钢满足如下至少一种性能：屈服强度Rp0.2为120MPa～180MPa，抗拉强度Rm为260MPa～350MPa，延伸率A80≥40％，n90≥0.21，r90≥2.5。
锌铝镁镀层IF钢具有较好的力学性能，可应用于汽车外板和可视内板等重点零部件。示例性的，该屈服强度Rp0.2可以为120MPa、140MPa、150MPa、160MPa、170MPa、180MPa等，抗拉强度Rm可以为260MPa、280MPa、290MPa、300MPa、320MPa、340MPa、350MPa等，延伸率A80可以为40％、41％、42％、43％、44％、45％等，n90可以为0.21、0.22、0.23、0.24、0.25等，r90可以为2.5、2.6、2.7、2.8、2.9等。
在一些实施方式中，所述锌铝镁镀层IF钢的镀层由纯锌相、锌镁二元相、锌铝镁三元相构成，以体积分数计，所述锌镁二元相的含量为5％～10％，所述锌铝镁三元相的体积分数为22％～30％，余量为纯锌相。
该锌铝镁镀层IF钢是基于上述锌铝镁镀层IF钢的制备方法来实现，该锌铝镁镀层IF钢的制备方法的具体步骤可参照上述实施例，由于该锌铝镁镀层IF钢采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照行业标准测定。若没有相应的行业标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
制备实施例1～3及对比例1～3的钢液并连铸成铸坯，后进行热连轧及冷轧退火，得到IF钢基体，IF钢基体的化学成分如表1所示。
表1IF钢基体的化学成分质量百分数(wt％)，其余为Fe及不可避免的杂质
| 组别 | C | Si | Mn | P | S | Alt | B+Ti | B |
| 实施例1 | 0.0015 | 0.03 | 0.12147 | 0.00669 | 0.00467 | 0.04555 | 0.04127 | 0.0002 |
| 实施例2 | 0.0015 | 0.04 | 0.1235 | 0.00813 | 0.0034 | 0.04391 | 0.04119 | 0.0004 |
| 实施例3 | 0.00104 | 0.05 | 0.11565 | 0.00895 | 0.00607 | 0.038 | 0.04151 | 0.0003 |
| 对比例1 | 0.00127 | 0.18 | 0.11721 | 0.00787 | 0.0029 | 0.04403 | 0.04223 | - |
| 对比例2 | 0.00132 | 0.11 | 0.12859 | 0.00857 | 0.00347 | 0.0342 | 0.06112 | - |
| 对比例3 | 0.00190 | 0.09 | 0.12816 | 0.0064 | 0.00599 | 0.037 | 0.05759 | - |
基于上述IF钢基体的化学成分，本申请实施例提供了一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法，包括以下步骤：
S11、得到具有设定粗糙度的IF钢基体；所述IF钢基体的化学成分包括：Ti及B，以质量分数计，Ti与B的含量之和为0.02％～0.05％；
S21、将所述IF钢基体在设定化学成分的镀液中进行热浸镀，得到锌铝镁镀层IF钢；所述热浸镀包括如下参数：热浸镀温度，减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法的主要工艺参数请参加表2。
表2锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷控制方法的工艺参数
将实施例1～3及对比例1～3得到的锌铝镁镀层IF钢进行表面锌灰缺陷检测，结果如表3所示。
表3锌铝镁镀层IF钢的表面锌灰缺陷表现
| 组别 | 表面锌灰缺陷表现 |
| 实施例1 | 良 |
| 实施例2 | 良 |
| 实施例3 | 优 |
| 对比例1 | 差 |
| 对比例2 | 一般 |
| 对比例3 | 一般 |
表3中，锌铝镁镀层IF钢的宽度相同。优表示：表面锌灰缺陷≤1条/千米，良表示：表面锌灰缺陷为1～2条/千米，一般表示：表面锌灰缺陷为3～5条/千米，差表示：表面锌灰缺陷≥5条/千米。锌灰缺陷形貌图如图2所示。
由表1～3对比可知：
实施例1～3得知，本发明所述锌铝镁镀层IF钢在深冲零件上应用具有优良的质量表现。
从实施例和对比例得知，锌铝镁镀层IF钢成分设计可以大幅降低Ti合金使用，从生产成本上更加经济高效。
实施例1和对比例1对比得知：锌铝镁镀层可以大幅度提高表面锌层厚度一致性，降低锌灰发生概率。
实施例2和对比例2对比得知：使用B+Ti成分体系锌铝镁镀层IF钢，锌灰控制表现优于单Ti成分体系。
实施例3和对比例3对比得知：针对性调整锌灰泵转速使用IF钢具有更优良的质量表现。
此外，本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
本发明实施例中，Ti+B含量和普通的IF钢相比，采用了Ti+B复合的成分体系，可以保证IF钢晶界的纯净性，提升镀层时表面镀层的均匀性，本专利对Ti+B元素进行了精确设计和合理匹配，Nb+Ti含量为0.02％～0.05％，是改善涂镀质量相关的质量前提。
本发明实施例中，锌铝镁镀层由于添加了Al和Mg元素，镀层的实际微观组织难以控制，容易产生爆炸组织，从而更容易产生锌灰缺陷，冷轧退火板原料粗糙度控制在1.0～1.8μm，表面残油量≤350mg/m2，表面残铁量≤60mg/m2，可以避免局部有爆炸组织，降低锌灰发生概率。
本发明实施例中，锌锅内的锌液流动十分复杂，通过锌锅温度440±5℃，全程投入锌灰泵，锌灰泵转速控制范围500mpm～550mpm，避免发生更多的锌灰被带钢捕捉，降低脱锌、黑油问题的发生概率。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种减少锌铝镁镀层IF钢锌灰缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括：
得到具有设定粗糙度的IF钢基体；所述IF钢基体的化学成分包括：Ti及B，以质量分数计，Ti与B的含量之和为0.02％～0.05％；
将所述IF钢基体在设定化学成分的镀液中进行热浸镀，得到锌铝镁镀层IF钢；所述热浸镀包括如下参数：热浸镀温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学成分还包括：C、Si、Mn、Al、Fe，以质量分数计，C的含量>0且≤0.0023％，Si的含量>0且≤0.15％，Mn的含量为0.15％～0.40％，Al的含量为0.02％～0.05％，余量为Fe及不可避免杂质。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定粗糙度为1.0μm～1.8μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IF钢基体的表面残油量≤350mg/m2，及表面残铁量≤60mg/m2。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定化学成分包括：Zn、Mg及Al，以质量分数计，Mg与Al的含量之和为1％～3％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热浸镀温度为435℃～445℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述热浸镀的过程中，采用单侧溢流炉鼻子与锌灰泵配合使用；所述锌灰泵的转速为500mpm～550mpm。
8.一种由权利要求1～7中任意一项所述的方法制备得到的锌铝镁镀层IF钢。
9.根据权利要求8所述的锌铝镁镀层IF钢，其特征在于，所述锌铝镁镀层IF钢满足如下至少一种性能：屈服强度Rp0.2为120MPa～180MPa，抗拉强度Rm为260MPa～350MPa，延伸率A80≥40％，n90≥0.21，r90≥2.5。
10.根据权利要求8所述的锌铝镁镀层IF钢，其特征在于，所述锌铝镁镀层IF钢的镀层由纯锌相、锌镁二元相、锌铝镁三元相构成，以体积分数计，所述锌镁二元相的含量为5％～10％，所述锌铝镁三元相的体积分数为22％～30％，余量为纯锌相。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118256843A true CN118256843A (zh) | 2024-06-28 |
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