CN1192126C - 电镀钢板 - Google Patents

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Abstract

本发明是在钢基体上叠合氧化铁层和电镀层这一顺序所形成的电镀钢板，其中优良的电镀附着特性可以均匀地赋予钢板的整个表面，方法是处置由金属铁或铁合金形成的将钢基体与氧化铁层中的电镀层相连接的连接部分。特别是对于难于进行热浸的钢板，例如高强钢板、不锈钢板等等，本发明可以提供易于形成具有优良附着特性的镀层的方法。

Description

电镀钢板
技术领域
本发明涉及用作制造罐头材料、建筑材料、空调器和热水器钢板以及汽车钢板等的电镀钢板，这些物件需要有很高的抗蚀作用。
背景技术
一般说来，电镀钢板的生产是这样进行的，将电镀钢板的原料进行热轧，在酸洗设备中除去覆盖钢板表面的氧化铁层，如果需要，进行冷轧，然后在连续热浸设备、电镀设备或诸如此类的设备中进行电镀。在此法中必须除去氧化铁层的原因是由于氧化铁层会妨碍电镀，和导致出现电镀层脱皮的起点，因此降低了电镀层的附着特性。
另方面，JP-A＝6-279967提出在还原气氛中进行还原处理，而无需除去氧化铁层，此后在生产热浸镀锌热轧钢板的过程中进行热浸镀锌。具体地说，要在氢浓度高达75％的氢气氛中进行还原处理。
根据上述方法，在连续热浸设备的加热炉中充分进行还原，可以实现不形成非镀部分的热浸镀锌，而无需除去氧化铁层。由于作为还原气氛的氢浓度很高，酸浸费用可以降低，但是连续热浸设备的加热炉需要的费用则大大地增加了。
如果想要在上述相同的连续热浸设备中电镀冷轧的不需要还原氧化铁层的原材料时，则必需改变氢的浓度使之不大于10％，这是因为如果没有氧化铁层存在，则在加热期间氢会在钢板内部被吸收，然后在电镀后钢板温度降低时，氢会从钢中放出，因而在电镀层界面蒸发，引起电镀层的局部脱皮。因此，氢浓度的改变引起了生产能力的降低和费用的增加。
发明公开
本发明的主要目的是提供一种新型的电镀钢板，以解决上述问题，方法是不除去氧化铁层而积极地保留电镀钢板中的氧化铁层和使氧化铁层的结构发生优化。
本发明的另一个目的是提供一种手段，通过热浸作用，给热浸作用中弱的合金钢例如高强钢板、不锈钢板、电磁钢板等等提供具有优良附着特性的镀层。
也就是说，在例如高强钢板、不锈钢板等合金钢板中，在热浸处理之前，在退火步骤选择性地使合金组分例如Si、Mn和Cr发生氧化，以便以氧化物的形式浓集在钢板表面，和因此必然引起非镀层部分的形成和镀层附着特性的降低。为了实现这些钢板的热浸，因此提出两种方法，其中一种方法是在高强钢板热浸之前进行电镀(参见JP-A-61-14765和JP-A-2-194156)，另一种方法是在连续热浸生产线上进行氧化和还原，然后进行电镀(参见JP-A-55-122865和JP-A-6-41708)。类似地，在不锈钢板的场合下，也提出两种方法，其中一种方法是在热浸之前进行电镀(参见JP-A-63-47356和JP-A-63-235485)，另一种方法是在用酸处理钝化膜之后，进行热浸(参见JPA-8-225897)。因此，为了将热浸应用于合金钢板，在热浸之前需要采取复杂的步骤，因而需要采用较简单的手段来实现热浸。
为了具体地研究在保留氧化铁层的状态下进行电镀的钢板的氧化铁层结构和电镀特性之间的关系，发明人在不同的还原条件下在保留氧化铁层的钢板首先进行还原之后，进行电镀，然后检查了电镀钢板的电镀特性和观测了钢板中氧化铁层的结构。由此，最近已发现由于电镀特性未必随距氧化铁层表面的还原深度而成正比的得到改进，给于介于钢基体和电镀层之间的氧化铁层特定的结构是无需确定还原区的深度的，这一事实对于改进电镀特性是很有利的，和因此已经实现了本发明。
首先，在氧化铁层中处置(dispose)由将钢基体与电镀层相连接的金属铁或铁合金形成的连接部分。并且已经发现，限制连接部分在氧化铁层中存在的条件，在钢板的整个表面获得了优良的电镀特性，由此提供了合格的没有电镀层局部脱皮的电镀钢板。
也就是说，本发明是一种电镀钢板，它是通过在钢基体上顺序地叠合经热轧产生的氧化铁层和电镀层而形成的，其特征在于在氧化铁层之中包括由金属铁或铁合金形成的连接部分，该连接部分将钢基体与电镀层相连接，且该连接部分是经热轧产生的，该连接部分在电镀钢板厚度方向的截面上与电镀层接触的总长度在每1毫米电镀层、氧化铁层和连接层之间的界面上不小于0.1毫米，并且由下列方程式所定义的密度指数D不小于20：
D＝(DL 2+DC 2)1/2
式中DL：在氧化铁层厚度方向的截面上沿轧制方向连接部分的数目，单位为部分数/毫米，
DC：在氧化铁层厚度方向的截面上沿垂直于轧制方向的方向连接部分的数目，单位为部分数/毫米。
所述连接部分对于改进附着特性是很有利的。
此外，观测长度至少250微米的截面，以此测定连接部分的长度和电镀界面的长度。
此外根据方程式(1)由每毫米的连接部分数进行计算来确定密度指数D，当连接部分大致彼此成平行的直线时，在氧化铁层厚度方向的截面分别沿轧制方向(下文称作L方向)和与L方向垂直的方向(下文称作C方向)，在不小于250微米的范围内，密度指数可由观测结果进行转化。
并且，本发明特别有利地不仅适用于具有一般化学组成的电镀钢板，而且也适用于在退火期间内含浓集在钢板表面的组分组成的钢板，例如高强钢板和不锈钢板。
在本发明中，正如图1表示了可适用的电镀钢板，在氧化铁层中处置由金属铁或铁合金形成的将钢基体与电镀层相连接的连接部分是很重要的。并且，为了避免从连接部分剥离的并具有不充分附着力的电镀部分沿平面扩展的问题，将连接部分以接合形式点布在氧化铁层的表面上是有利的。
在具有图1所示截面的电镀钢板中，处置氧化铁层中的连接部分，以使与电镀层相接触的连接部分的长度总和(下文称之总长度)在厚度方向的截面上每1毫米电镀层、氧化铁层和连接部分之间的界面(下文简称界面)不小于0.1毫米。
这就是说，作为在冲击芯体直径1/2英寸的条件下进行球冲击试验的结果，对于每一个具有不同总长度的连接部分的钢板图2表示了2kg的下落负荷和70厘米的下落距离，此时在氧化铁层的表面上的连接部分的总长度每1毫米界面不小于0.1毫米，可见电镀附着力是很高的。因此，可以获得抗施加于电镀钢板的冲击或加工而不会引起电镀层的脱皮强度。
另方面，在合金钢板的场合下，如后所述控制在氧化铁层中合金组分表面浓度的作用是可以预期的，因此要求在钢基体和电镀层之间一定要存在着氧化铁层。因此在这种场合下，连接部分的总长度每1毫米界面不小于0.9毫米是优选的。
然后，甚至在具有图3所示截面的电镀钢板中处置氧化铁层中由将钢基体与电镀层连接的金属铁或铁合金制成的连接部分。例示的电镀钢板特别提供这种连接部分，以使方程式(1)定义的密度指数不小于20。
这就是说，限制密度指数D不小于20的原因是由于这样一个事实，即作为实验结果当在冲击芯体直径1/2英寸条件下进行球冲击试验时，图4对于具有不同密度指数D的每一块钢板表示了2公斤的下落负荷和70厘米的下落距离，如果密度指数D小于20，则电镀附着力是很高的。另方面，并不特别限制密度指数D的上限，但是从消除局部形成具有很小密度的连接部分的观点来看，约为30的密度指数是充分有效的。
而且，如果连接部分不是将钢基体与电镀层连接，则不特别限制连接部分的形状，但是要求不小于0.5微米的宽度。因为当宽度小于0.5微米时，每个连接部分的强度变小，而且在这个截面上也观察不到连接部分的存在，从产品控制的观点来看是不利的。
本发明进一步有利地适用于如下钢板，这些钢板至今限制了热浸的应用，具有内含退火时浓集在钢板表面的多种组分的组成，具体说来是在退火后从钢板退火到它浸入热浸浴液中的过程。
这就是说，在除去氧化铁层后，当在连续热浸生产线上处理这种类型钢板时，利用少量的氧或在退火期间或在退火后在钢板浸入热浸浴液的过程中存在于炉中的气流选择性地氧化钢中的Si、Mn、Cr等等元素，目的要使它们以氧化物的形式浓集在钢板的表面，因此，产生非电镀部分或电镀附着力很差的特性是不利的。可是，根据本发明，当连接部分存在保留氧化铁层时，钢中的组分例如Si、Mn、Cr等等吸收在氧化铁层和钢基体之间的界面上的氧化铁中的氧，以形成氧化物，这种氧化物沉积在钢中，因此避免了这些组分在钢板表面的沉积。因此，解决了妨碍电镀附着的因素，也由于通过连接部分，钢基体与电镀层通过连接部分发生了强烈的连接，电镀附着特性大大地得到改善。
下面参照热浸镀的情况描述根据本发明获得电镀钢板的具体方法。
首先，在热轧装置中轧制作为电镀钢板的钢基体的钢材至给定的厚度，然后转入热浸装置。在这种情况下，对于电镀钢板钢材的组分不作特别的限制，它们可以具有电镀钢板一般的化学组成，也可以根据电镀钢板所需要的性质，在炼钢阶段进行适当的调节。这就是说，本发明不仅可用于电镀钢板的一般的化学组成，而且也可用于下列的钢板，这些钢板迄今在应用方面一直受到限制，它们在退火期间具有浓集在钢板表面的组分的组成夹杂物，例如高强度钢板、不锈钢板，电磁钢板等等。在这种情况下，在退火期间作为浓集在钢板表面的组分有Si、Mn、Cr、Al、Ti、Nb、P、B等等。在具有这些组分的总量超过1％(重量)的组成的钢板情况下，在退火期间表面浓集显著。
顺便提及，经受热浸的高强钢板不仅用于汽车的内壁板、底盘和支架，而且也可用作建筑材料、楼面构件和建筑的平台构件、施工现场挡板构件、框架等等，而经受热浸的不锈钢板能用于汽车排气系统的各种构件，恶劣环境(海滨场地等等)下使用的建筑材料等等。
在热轧步骤中，就在精轧之前进行充分的去氧化皮，或为了减少氧化铁层的厚度到例如不大于约5微米，使最终精轧的温度变得较低这是有利的。附带说说，虽然氧化铁的厚度取决于精轧后的冷却条件，但在750°～800℃的最终精轧温度的条件下氧化铁层的厚度约为5微米。氧化铁层的厚度有随着钢中组分增加而减少的趋势。
然后在热浸装置中进行还原处理，此后将钢板浸入电镀浴液中进行电镀可得到热浸镀钢板。在此种情况下，在热轧步骤中在钢板表面产生的氧化铁层在退火炉中进行不完全的还原，因此在钢板表面仍然有氧化铁层，但是在浸入电镀浴液之前进行处理，以使在氧化铁层中由金属铁或铁合金形成的将钢基体与电镀钢板中电镀层相连接的连接部分被处置。具体地，(I)连接部分在电镀钢板厚度方向的截面上的总长度每1毫米界面不小于0.1毫米，或者(II)密度指数D不小于20，这是特别有利的。为了了解氧化铁层的结构，建议进行例如下列的处理。(I)连接部分的总长度：每1毫米界面不小于0.1毫米
适当地调整热轧后施用于钢板的退火条件，具体地说适当地调整退火炉中氢浓度、温度和时间。作为优选的条件，例示的氢浓度：30％，温度：不低于770℃，优选地为770～950℃和时间：20～120秒。可是退火条件也取决于钢的类型或氧化铁层的厚度。例如，在含有5微米氧化铁层的钢板情况下，在温度不低于800℃，时间不少于40秒具有氢浓度20％的气氛中进行退火可达到给定的总长度，在通常的连续的热浸设备中充分地生产电镀钢板是可能的。并且，在氢浓度8％的气氛中，在温度不低于800℃和时间不少于80秒的条件下可获得给定的总长度。
(II)密度指数：不小于20
在热轧后的钢板送入退火炉之前，在钢板厚度方向引入大量的对应于连接部分密度指数D的裂纹，这一事实通过对钢板的氧化铁层进行处理是很容易得到的。当氧化铁层厚时，这一处理特别有效。并且，第(I)条的条件可施用于退火炉的条件等等。并且，下列的方法，例如表皮光轧、弯曲加工、回弯加工、拉伸加工等等可有利地适合于裂纹的引入。例如，具有氧化铁层厚度8.5微米的钢板，在厚度减少不小于1％的条件下进行表皮光轧，然后在热浸设备的回火炉中，在温度不低于800℃，时间不少于60秒时在20％的氢气氛的条件下进行处理时，获得了具有密度指数D不小于20的连接部分的氧化铁层。另一方面，引入过量裂纹的处理，在送往还原退火等过程中造成了氧化铁有脱皮，因此为使密度指数D不高于400，进行此种处理是有利的。
另外，当氧化铁层的连接部分的密度指数D小于20时，由于冲击加工或弯曲加工引起了氧化铁层或氧化铁层和钢板之间的界面的脱皮，因此最终所得到的产物不能象前述那样经久地投入实际应用。
况且，当在退火炉中使用长期氢浓度很高的气氛进行这种处理时，氧化铁层完全还原了，因此自然而然地得到了良好的电镀效果，但是从经济的考虑，这是相当的不利。因此，在工业生产中不能采用这种处理，而且因省略了除氧化铁层的步骤，这种处理抵消了本发明固有的经济效果。
附带要说的，当使用热浸设备于具有氧化铁层的热轧钢板和冷轧钢板时，如果为还原所有的氧化铁层，在高氢气氛中处理热轧钢板，则在处理冷轧钢板之前，需要用新气氛来替代高氢气氛。因为如果以与具有氧化铁层的热轧钢板那样相同高的氢气氛处理冷轧钢板时，则在冷轧钢板退火时，氢被钢板吸收，然后在电镀后，氢放出，但无处可走，因此在电镀层界面蒸发，引起了电镀层局部的脱皮。
当具有根据上述步骤通过热浸设备的退火炉中给定的还原处理处置氧化铁层中的连接部分而活化的表面的钢板进行热浸镀时，钢板预先冷却到熔化金属周围的温度，然后引入或浸入电镀浴液中是有利的。例如，在热浸镀的情况下，在含有0.15～0.2％(重量)铝的电镀浴液中，浴液的温度一般是450°～500℃，但是为了控制在电镀层和还原铁之间的界面上产生的Fe-Zn合金增长，在冷却到不高于约500℃之后，引入钢板是合乎需要的。另外，为通过弯液面过程进行热浸镀仅仅使钢板的一侧面与金属接触以进行一侧电镀来代替浸入也是可能的。
作为锌基电镀浴液，除了Fe和Zn之外，为了改进不同的特性，单独的或者以混合物的形式包括Al、Mg、Mn、Ni、Co、Cr、Si、Pb、Sb、Bi、Sn等等是可能的。
最终利用气体擦拭等调节浸入的电镀钢板到所需的在20～250克/米2范围内的镀层重量，此后利用逐渐冷却、空气冷却、水冷却等进行冷却，然后如果必要，用矫平机进行表面光轧以获得一种产物。并且，为了改进抗蚀作用等等，在冷却后，可以进行铬酸盐处理、硫酸盐处理等或者表面光轧，另外还可进行涂漆也是很有效的。与此同时，有可能进行作为后处理的润滑处理。
虽然根据热浸镀锌钢板对本发明进行了阐述，但是除了热浸镀锌钢板本发明还可应用于其它的热浸钢板或电镀钢板。例如，电镀处理如55％电镀Al-Zn、Al、Sn、Zn-Ni等等是适用的。在任何情况下，处置由金属铁或铁合金形成的将钢基体与甚至在还原处理后仍留在氧化铁层中的电镀层相连接的连接部分，是很足够的，因此不论电镀过程如何，都获得具有优良电镀特性的钢板。连续热浸镀锌设备对本发明是特别优选，因为在退火炉后面安排电镀槽是常见的。
况且，连接部分是由金属铁或铁合金形成的，这意味着在电镀前在退火过程中氧化铁被H2还原成金属铁，或者意味着金属铁与热浸镀液反应，例如与含Al热浸液反应，形成含有热浸组分，例如界面处的Al和Zn的合金。另外，在电镀过程中不会引起上述合金的形成，因此通常不形成铁合金。
附图的简要说明
图1是表示电镀钢板截面的照片。
图2是表示电镀附着特性和连接部分总长度之间关系的曲线图。
图3是表示电镀钢板截面的照片。
图4是表示电镀附着特性和密度指数D之间关系的曲线图。
实现本发明的最好方式
〔例1〕
为获得具有厚度为0.9毫米的氧化铁层的热轧钢板，具有表1所示钢组成的钢坯进行热轧。然后，热轧钢板切成60×200毫米的试样，试样用丙酮洗涤，在竖直型的金属热浸模拟装置中进行还原处理，此后进行热浸镀锌。表2和表3列出了热轧和还原处理的条件，表4和表5分别列出了电镀条件。对于这样得到的电镀钢板，由电镀后截面的观察测量了保留的氧化铁层的厚度、连接部分界面的最大长度和每1毫米界面连接部分的总长度，也估算了电镀附着特性。表2和表3列出了测量结果，表4和表5分别列出了评估结果。
在这种情况下，通过对沿轧制方向的每个截面和沿与轧制方向垂直的每个截面不小于250微米的长度的观察测量了连接部分界面的最大长度。例如，图1中连接部分的最大长度是32微米。另方面，测定每1毫米界面的连接部分的长度，其方法是通过对沿着与轧制方向垂直方向截面上不小于250微米长度的观察而测定连接部分的比值，然后将此比值转化为每1毫米的数值。在图1的实施方案中，正如由总长32微米、8微米和2微米的42微米与283微米界面的观测长度的比值所测定的那样，连接部分的长度是每1毫米0.15毫米。
虽然在图1所示的电镀钢板截面的显微观察未识别保留的氧化铁层，但还存在着这样一种情况，即由于退火时氧化铁层表面减少了，氧化铁层可能通过还原铁层与电镀层接触。因此，即使在保留的氧化铁层和电镀层之间夹杂有很薄的还原层，氧化铁层仍会与电镀层接触。
况且此外，利用球冲击试验和180°的向外弯曲试验评估电镀附着特性。在球冲击试验中，具有直径1/2英寸的半球凸面的冲击芯子放在电镀钢板的背面，具有半球凹面的盘子放在待试验的钢板的一个面上，然后重量2千克的重锤从高度70厘米落下，打击冲击芯子，由此待要试验的钢板面凸出，为了观测电镀钢板的表面，赛珞玢胶带粘附于钢板表面，然后从钢板表面脱落下来。在180°向外弯曲的试验中，粘附的乙烯胶带粘附于待试验的钢板表面，然后待试验的钢板表面使用厚度0.9毫米钢板作垫片，借助水压机向外弯曲180°，又回到平面状态，此后，为了观测电镀钢板的表面，使胶带脱落下来。
                                                                   表1
                                                                                                                (重量％)
C   Si   Mn   Cr   Ni Al   Ti  Nb B   P S N O
 A 0.04   tr.   0.2   -   - 0.02   -  - -   0.02 0.01 0.003 0.004
 B 0.09   0.01   1.0   -   - 0.02   -  - -   0.01 0.005 0.003 0.004
 C 0.05   1.0.   1.4   -   - 0.04   0.01  - 0.0005   0.01 0.003 0.002 0.003
 D 0.07   1.6   1.7   -   - 0.04   0.10  - 0.0005   0.01 0.003 0.002 0.003
 E 0.002   1.0   1.0   -   - 0.04   -  0.03 0.003   0.05 0.03 0.002 0.002
 F 0.002   1.4   2.1   -   1.1 0.05   0.03  0.04 0.004   0.12 0.005 0.002 0.003
 G 0.009   0.3   0.3   11.3   0.05 0.05   0.31  - -   0.03 0.003 0.008 0.004
 H 0.06   0.4   0.6   16.2   0.1 0.01   -  - -   0.03 0.006 0.02 0.002
 I 0.05   0.6   1.0   18.2   9.1 0.002   -  - -   0.03 0.006 0.03 0.006
                                                          表2
  编号 钢种类 热轧终温(℃) 卷绕温度(℃)   氧化铁层厚度(微米)          还原处理 界面连接部分的最大长度(微米) 每1毫米界面连接部分的总长度 备注
氢(％)  温度(℃) 时间(秒)
    1   A   850   600     7.8   20   500   150     0     0 比较例
    2   A   850   600     7.8   20   700   60     0     0 比较例
    3   A   850   600     7.8   20   830   150     15     0.12 发明例
    4   A   770   540     5.2   20   700   60     0     0 比较例
    5   A   770   540     5.2   20   800   20     5     0.03 比较例
    6   A   770   540     5.2   20   800   40     25     0.15 发明例
    7   A   770   540     5.2   20   800   40     25     0.15 发明例
    8   A   770   540     5.2   20   800   50     30     0.18 发明例
    9   A   770   540     5.2   20   800   50     30     0.18 发明例
    10   A   770   540     5.2   8   800   40     5     0.04 比较例
    11   A   770   540     5.2   8   800   80     30     0.21 发明例
    12   A   680   500     2.3   8   800   30     80     0.45 发明例
    13   A   680   500     2.3   8   800   60     120     0.60 发明例
                                                              表3
编号 钢种类 热轧终温(℃) 卷绕温度(℃) 氧化铁层厚度(微米)*         还原处理 界面连接部分的最大长度(微米) 每1毫米界面连接部分的总长度 备注
氢(％) 温度(℃) 时间(秒)
  14   B   850   600     6.8     20   850     80     30     0.20 发明例
  15   C   850   600     6.5     20   850     80     30     0.20 发明例
  16   D   850   600     6.1     20   850     80     30     0.22 发明例
  17   E   850   600     6.4     8   750     60     5     0.02 比较例
  18   E   770   540     4.2     8   850     60     30     0.25 发明例
  19   F   770   540     4.0     8   850     60     30     0.25 发明例
  20   G   850   600     5.6     8   750     40     0     0 比较例
  21   G   770   540     3.5     8   900     60     40     0.35 发明例
  22   H   770   600     3.5     8   900     60     35     0.30 发明例
  23   I   770   540     3.4     8   900     60     35     0.35 发明例
*：G、H和I种钢每一种钢都含有相应于钢中Cr含量的Cr。
                                               表4
编号         电镀浴液 电镀时间(秒) 镀层重量(克/米2) 球冲击试验* 向外弯曲试验* 备注
组成 温度(℃)
    1 Zn-0.2％Al     460     3     60     4     4 比较例
    2 Zn-0.2％Al     460     3     60     4     4 比较例
    3 Zn-0.2％Al     460     3     60     1     1 发明例
    4 Zn-0.2％Al     460     3     60     4     3 比较例
    5 Zn-0.2％Al     460     3     60     2     2 比较例
    6 Zn-0.2％Al     460     3     120     1     1 发明例
    7 Zn-0.2％Al     460     3     220     1     1 发明例
    8 Zn-0.2％Al     460     3     60     1     1 发明例
    9 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
    10 Zn-5％Al     460     3     120     2     2 比较例
    11 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
    12 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
    13 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
*)估算标准
1：胶带脱落后，电镀表面不改变(好)
2：胶带脱落后，电镀面产生小毛
3：胶带脱落后，电镀面上产生很小脱皮
4：在胶带脱落后，电镀面的更大部分起皮(差)
                                               表5
编号        电镀浴液 电镀时间(秒) 镀层重量(克/米2) 球中击试验* 向外弯曲试验* 备注
组成   温度(℃)
14 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
15 Zn-5％Al     460     3     180     1     1 发明例
16 Zn-5％Al     460     3     60     1     1 发明例
17 Zn-0.2％Al     460     3     90     4     3 比较例
18 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
19 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
20 Zn-0.2％Al     460     3     120     4     4 比较例
21 Zn-0.2％Al     460     3     120     1     1 发明例
22 Zn-0.2％Al     460     3     120     1     1 发明例
23 Zn-0.2％Al     460     3     120     1     1 发明例
*)评估标准
1：胶带脱落后，电镀面不改变(好)
2：胶带脱落后，电镀面产生小毛
3：胶带脱落后，电镀面产生很小起皮
4：胶带脱落后，电镀面较大部分起皮(差)
如从表2-表5可见，当氧化铁层中的连接部分的总长度每1毫米界面不小于0.1毫米时，所有的球冲击试验和180°向外弯曲试验都获得了良好的结果。
并且，对于合金锌热浸进行了类似的评估。这就是说，使用具有表1列出的钢组成的钢坯制备了与上述相同的试样。表6和表7列出了电镀前的热轧条件和还原条件，表8和表9分别列出了合金热浸镀锌条件。对于这样获得的电镀钢板，以与上述相同的方式，从电镀后截面的观测，测定了保留的氧化铁层的厚度、连接部分界面的最大长度和每1毫米界面的总长度，并且评估了电镀附着特性。表6和表7列出了测量结果，表8和表9也分别列出评估结果。
此外，用90°内弯试验和180°外弯试验评估了电镀附着特性。这就是说，在乙烯胶带粘附于待要试验的电镀钢板表面之后，待要试验的表面沿着半径1毫米的冲模内弯90°，和在90°的内弯试验中又回到平面状态，同时待要试验的表面使用0.9毫米的钢板作垫片，借助水压机外弯180°，在180°的外弯试验中又回到了平面状态，此后为了观察电镀钢板的表面，剥去胶带。
                                                            表6
编号 钢品种 热轧终温(℃) 卷绕温度(℃) 氧化铁层厚度(微米)         还原处理 界面连接部分的最大长度(微米) 每1毫米界面连接部分的总长度 备注
氢(％) 温度(℃) 时间(秒)
  31   A   850   600     7.8   20   500     150     0     0 比较例
  32   A   850   600     7.8   20   700     60     0     0 比较例
  33   A   850   600     7.8   20   830     150     15     0.12 发明例
  34   A   770   540     5.2   20   700     60     0     0 比较例
  35   A   770   540     5.2   20   800     30     12     0.10 发明例
  36   A   770   540     5.2   20   800     40     25     0.15 发明例
  37   A   770   540     5.2   20   800     40     22     0.15 发明例
  38   A   770   540     5.2   20   800     50     27     0.17 发明例
  39   A   770   540     5.2   20   800     50     30     0.18 发明例
  40   A   770   540     5.2   8   800     40     5     0.04 比较例
  41   A   770   540     5.2   8   800     80     30     0.21 发明例
  42   A   680   500     2.3   8   800     30     85     0.47 发明例
  43   A   680   500     2.3   8   600     30     0     0 比较例
                                                            表7
编号 钢品种 热轧终温(℃) 卷绕温度(℃) 氧化铁层厚度(微米)         还原处理 界面连接部分的最大长度(微米) 每1毫米界面连接部分的总长度 备注
氢(％) 温度(℃) 时间(秒)
  44   B   850   600     6.8     20   850     80     30     0.20 发明例
  45   B   850   600     6.8     20   850     80     30     0.20 发明例
  46   C   850   600     6.5     20   850     80     30     0.22 发明例
  47   D   850   600     6.1     20   850     80     30     0.20 发明例
  48   E   850   600     6.4     8   750     60     5     0.02 比较例
  49   E   770   540     4.2     8   850     60     30     0.25 发明例
  50   F   770   540     4.0     8   850     60     30     0.25 发明例
  51   F   770   540     4.0     8   850     60     30     0.25 发明例
  52   G   850   600     5.6     8   750     40     0     0 比较例
  53   G   770   540     3.5     8   900     60     40     0.35 发明例
  54   H   770   600     3.5     8   900     60     35     0.30 发明例
  55   I   770   540     3.4     8   900     60     35     0.35 发明例
*：钢品种G、H和I的每一种都含对应于钢中Cr含量的Cr。
                                                        表8
编号       电镀浴液 电镀时间(秒) 合金化温度(℃) 镀层重量(克/米2) 镀层铁浓度(％) 镀层铝浓度(％)   电镀外观   电镀附着特性评估* 备注
铝浓度(％) 温度(℃) 90°内弯 180°外弯
  31     0.14     460     3     480     60   10.3   0.27   好     4     4 比较例
  32     0.14     460     3     480     60   10.5   0.27   好     4     4 比较例
  33     0.14     460     3     500     60   11.8   0.26   好     1     1 发明例
  34     0.14     460     3     500     60   8.2   0.27   好     3     3 发明例
  35     0.18     460     3     500     25   8.5   1.4   好     1     1 发明例
  36     0.14     460     3     500     60   6.2   0.28   留下η相     1     1 发明例
  37     0.14     460     3     500     100   10.8   0.18   好     1     1 发明例
  38     0.15     460     3     500     40   11.5   0.46   好     1     1 发明例
  39     0.18     460     3     500     40   10.5   0.91   好     1     1 发明例
  40     0.15     460     3     500     60   12.8   0.32   好     3     3 比较例
  41     0.15     460     3     480     60   10.3   0.34   好     1     1 发明例
  42     0.15     460     3     480     60   10.1   0.33   好     1     1 发明例
  43     0.18     460     3     480     60   8.2   0.51   好     3     3 比较例
*)评估标准
1：在剥落胶带中颜色的微小改变(好)
2：脱落胶带的整个表面颜色改变
3：电镀层脱落到基本上覆盖剥落胶带的程度
4：电镀层脱落到不能被脱落胶粘住的程度(差)
                                                      表9
编号          电镀浴液 电镀时间(秒) 合金化温度(℃) 镀层重量(克/米2)   镀层铁浓度(％) 镀层铝浓度(％) 电镀外观   电镀附着特性评估* 备注
铝浓度(％) 温度(℃) 90°内弯 180°外弯
  44     0.18     460     3     500     25     8.6  1.3 好     1     1 发明例
  45     0.14     460     3     480     60     9.1  0.27 好     1     1 发明例
  46     0.14     460     3     480     60     10.3  0.27 好     1     1 发明例
  47     0.14     460     3     480     60     10.1  0.27 好     1     1 发明例
  48     0.18     460     3     480     60     9.8  0.27 好     4     3 比较例
  49     0.14     460     3     480     100     10.1  0.18 好     2     1 发明例
  50     0.15     460     3     480     60     9.8  0.26 好     1     1 发明例
  51     0.15     460     3     500     60     6.0  0.27 留下η相     1     1 发明例
  52     0.15     460     3     500     45     9.5  0.27 好     4     4 比较例
  53     0.15     460     3     500     60     9.5  0.27 好     1     1 发明例
  54     0.15     460     3     500     60     9.8  0.27 好     1     1 发明例
  55     0.15     460     3     500     60     10.1  0.27 好     1     1 发明例
*)评估标准
1：脱落胶带颜色的微小改变(好)
2：脱落胶带整个表面的颜色改变
3：电镀层脱落到基本覆盖脱落胶带的程度
4：电镀层脱落到不能被胶带完粘住的程度(差)
正如从表8和表9所见，当氧化铁层中连接部分的总长度每1毫米界面不小于0.1毫米时，所有90°内弯试验和180°外弯试验都获得了很好的结果，并且整个钢板表面获得了均匀特性。
〔例2〕
为了形成提供的具有厚度0.9毫米氧化铁层的热轧钢板，具有表1列出的钢组成的钢坯进行热轧。然后，在进行预处理例如表皮光轧等等之后，热轧钢板切割成60×200毫米的试样，用丙酮洗涤，在竖直型的热浸金属模拟装置中进行还原处理，并进一步进行热浸镀锌。表10和11列出了预处理和还原处理的条件，而表12和13分别列出了电镀条件。对于这样得到的电镀钢板，由电镀后截面的观察测量保留的氧化铁的厚度和连接部分的密度指数，而评估了电镀附着特性。表10和11列出了测量结果，表12和表13分别列出了评估结果。并且利用与例1相同的试验评估了电镀附着特性。
                                                                   表10
编号 钢品种 热轧终温(℃) 卷绕温度(℃) 氧化铁层厚度(微米)*         预处理        还原处理 保留氧化铁层厚度(微米) 密度指数D 备注
方法 处理量(％) 氢(％) 温度(℃) 时间(秒)
    1     A   870   600     8.5 -     0   20   800   60     7.2   4.8 比较例
    2     A   870   600     8.5 表皮光轧     1   20   800   60     7.2   15.2 比较例
    3     A   870   600     8.5 表皮光轧     2   20   800   60     7.4   28.5 发明例
    4     A   870   600     8.5 表皮光轧     3   20   800   60     7.4   47.7 发明例
    5     A   870   600     8.5 表皮光轧     4   20   800   60     7.3   51.7 发明例
    6     A   870   600     8.5 表皮光轧     5   20   830   60     7.4   104.6 发明例
    7     A   870   600     8.5 拉伸加工     1   20   800   60     7.2   14.0 比较例
    8     A   870   600     8.5 拉伸加工     5   20   800   60     7.2   68.5 发明例
    9     A   770   540     5.2 表皮光轧     3   20   800   20     3.8   51.7 发明例
    10     A   770   540     5.2 表皮光轧     5   20   800   20     3.9   72.6 发明例
                                                                    表11
编号 钢种类 热轧终温(℃) 卷绕温度(℃) 氧化铁层厚度(微米)*         预处理        还原处理 保留氧化铁层厚度(微米) 密度指数D 备注
方法 处理量(％) 氢(％) 温度(℃) 时间(秒)
  11   B   870   600     7.4 表皮光轧     2   20   800   60     6.3   34.9 发明例
  12   C   870   600     7.1 表皮光轧     2   20   800   60     6.0   37.9 发明例
  13   D   870   600     6.9 表皮光轧     2   20   800   60     5.8   34.7 发明例
  14   E   870   600     7.1 -     0   20   800   60     6.0   7.6 比较例
  15   E   870   600     7.1 表皮光轧     2   20   800   60     6.0   37.9 发明例
  16   E   870   600     7.1 表皮光轧     5   20   800   60     4.1   68.5 发明例
  17   E   870   600     5.3 表皮光轧     1   20   800   60     4.1   72.6 发明例
  18   F   820   600     5.3 表皮光轧     1   20   800   60     3.9   28.5 发明例
  19   G   820   600     5.1 拉伸加工     3   20   800   60     3.9   51.7 发明例
  20   H   870   600     6.5 表皮光轧     1   20   800   60     5.2   15.2 比较例
  21   H   870   600     6.5 表皮光轧     2   20   800   60     5.3   44.1 发明例
  22   I   870   600     6.4 表皮光轧     2   20   800   60     5.2   44.1 发明例
*：每一个G、H和I的钢种都含有与钢中Cr含量相对应的Cr。
                                                 表12
编号          电镀浴液 电镀时间(秒) 镀层重量(克/米2) 球冲击试验(*) 向外弯曲试验(*) 备注
  组成 温度(℃)
    1 Zn-0.2％Al     460     3     60     4     4 比较例
    2 Zn-0.2％Al     460     3     60     2     3 比较例
    3 Zn-0.2％Al     460     3     60     1     1 发明例
    4 Zn-0.2％Al     460     3     60     1     1 发明例
    5 Zn-0.2％Al     460     3     220     1     1 发明例
    6 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
    7 Zn-5％Al     460     3     120     3     3 比较例
    8 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
    9 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
    10 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
*)评估标准
1：未变(好)
2：电镀层起毛
3：电镀层稍微起皮
4：电镀层起皮(差)
                                              表13
编号         电镀浴液 电镀时间(秒) 镀层重量(克/米2) 球冲击试验(*) 向外弯曲试验(*) 备注
组成 温度(℃)
11 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
12 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
13 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
14 Zn-0.2％Al     460     3     90     4     4 比较例
15 Zn-0.2％Al     460     3     180     1     1 发明例
16 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
17 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
18 Zn-5％Al     460     3     120     1     1 发明例
19 Zn-5％Al     460     3     90     1     1 发明例
20 Zn-5％Al     460     3     90     4     3 比较例
21 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
22 Zn-0.2％Al     460     3     90     1     1 发明例
*)评估标准
1：未改变(好)
2：电镀层起毛
3：电镀层微小起皮
4：电镀层起皮(差)
如从表10-13所见，当将电镀层与钢基体连接的连接部分的密度指数D不小于20时，所有的球冲击试验和180°的外弯曲试验均获得了良好的结果。
工业实用性
根据本发明，在不除去氧化铁层的情况下进行电镀所得到的电镀钢板中，能够均匀地赋予钢板的整个表面以极好的电镀附着特性，能以低的价格提供电镀钢板。并且，可以提供一种易于生成具有良好附着特性的镀层的方法，通过热浸使难于进行热浸的钢板例如高强钢板、不锈钢板等等也能形成这样的镀层。

Claims (4)

1.一种电镀钢板，它是通过在钢基体上顺序地叠合经热轧产生的氧化铁层和电镀层而形成的，其特征在于在氧化铁层之中包括由金属铁或铁合金形成的连接部分，该连接部分将钢基体与电镀层相连接，且该连接部分是经热轧产生的，该连接部分在电镀钢板厚度方向的截面上与电镀层接触的总长度在每1毫米电镀层、氧化铁层和连接层之间的界面上不小于0.1毫米，并且由下列方程式所定义的密度指数D不小于20：
 D＝(DL 2+DC 2)1/2式中DL：在氧化铁层厚度方向的截面上沿轧制方向连接部分的数目，单位为部分数/毫米，
DC：在氧化铁层厚度方向的截面上沿垂直于轧制方向的方向连接部分的数目，单位为部分数/毫米。
2.根据权利要求1的电镀钢板，其中钢基体的组成包含退火期间浓集在钢板表面上的各组分。
3.根据权利要求2的电镀钢板，其中钢基体是高强度钢。
4.根据权利要求2的电镀钢板，其中钢基体是不锈钢。
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