CN1208493C - 铝合金镀覆钢板的镀覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供铝合金镀覆钢板的镀覆方法。通过用由5～15重量份硅、0.1～1.5重量份铬、0.01～3.0重量份镁和余量的铝组成的镀液镀覆处理铝合金镀覆钢板，制造表面外观改善、而且耐腐蚀性和加工性提高的铝合金镀覆钢板。按照本发明，由于加工性优良，减少在成形加工时出现的镀层的剥离和镀覆保护膜的裂缝，在加工后也具有优良的耐腐蚀性；如果使用具有该特性的钢板，可以制造具有更优良耐腐蚀性的汽车用的消音器、耐热家电制品等。
Description
技术领域
本发明涉及在耐腐蚀性及加工性方面优良的铝合金镀覆钢板的镀覆方法。
现有技术
由于镀铝钢板与镀锌钢板相比在耐腐蚀性和耐热性方面优良，所以多数适用于汽车消音器、家电制品、耐热材料。
其例子有在日本国特开昭57-47861号中公开的铁中含有Ti的镀铝钢板，特开昭63-184043号中公开的铁中含有C、Si、Cu、Ni和少量Cr的镀铝钢板，特开昭60-243258号中公开的含有0.01～4.0％锰、0.001～1.5％钛、3.0～15.0％硅的镀铝钢板等。
一般来讲，这些镀铝钢板采用在无氧化性气氛或弱氧化性气氛中加热冷轧的冷轧钢板除去表面上粘附的油等，其后在还原性气氛中加热并经过表面活性化的退火过程，浸渍在熔融的铝浴中的方法制造。
另外，为了抑制由铝和铁反应产生的Fe-Al合金的生长和铝金属向铁中快速的扩散，在铝镀液中添加10％以下的Si。通过该方法制造的镀覆钢板，由于在可比较的加工性和耐热性方面优良，多数被用于汽车消音器、热水器、取暖器、电锅的内衬等部件中。
然而，为了抑制合金层生长而添加的硅，根据情况镀覆钢板的表面外观也会出现损害，特别是出现外观无光泽的问题。
另外，最近，特别是开发了在伴随用于汽车排气部件的寿命延长的镀铝的钢板中含有Cr的钢板。其例子有如日本国特开昭63-18043号中的含有1.8～3.0％Cr的镀覆钢板，如特开昭63-47456号的含有2～3％Cr的钢板等。
本发明涉及镀层中含有硅的镀铝钢板的镀覆方法的改进，提出在含有硅的镀液槽中添加铬和镁以抑制损害加工性和表面外观的合金层的生长，进一步提高加工性、耐腐蚀性和耐热性的铝合金镀覆钢板的镀覆方法。
发明内容
因而，本发明的目的在于提供除了与铝容易形成合金之外，在镀液槽中添加已知表面外观、耐腐蚀性和耐热性方面优良的铬和镁，进一步提高加工性和耐腐蚀性的铝合金镀覆钢板的覆镀方法。
为了实现上述目的，本发明的特征在于，在镀覆铝合金的镀覆钢板中用由5～15重量份硅、0.1～1.5重量份铬、0.01～3.0重量份镁和余量的铝组成的镀液进行镀覆处理。
具体实施方式
下面进一步详细说明本发明。
在本发明的方法中，镀液槽中含有5～15重量份的硅。硅具有抑制合金层生长的效果，同时具有提高镀液的流动性并赋予光泽的效果，添加量必须在5重量份以上。假设，如果添加量超过15重量份，镀层内板状的硅相析出并使得镀层的加工性显著劣化。因而，硅的添加量优选为5～15重量份。
镀液中添加的铬，在镀层的表面形成致密的钝化态氧化保护膜使得镀铝钢板的耐腐蚀性提高，同时通过在镀液中形成铬元素均匀分布起到使得合金层的结晶粒微细化的作用。
还有，起到在镀层内形成聚集的稳定形态的带并使得加工性和加工后的剖切面的耐腐蚀性提高的作用。
具有这样效果的铬的含量如果在0.1重量份以下，则在镀液中均匀分布的效果减小，如果超过1.5重量份，伴随着铬含量的增加镀液的温度需要上升，镀液的温度上升牵连浮渣的增加，结果增加的浮渣粘附在镀覆钢板的表面上而损害外观。
因而，铬的添加量优选为0.1～1.5重量份。
与上述铬一同添加的镁，通过与靠近镀层的空气中的氧结合形成钝化态保护膜，防止氧在合金层的内部扩散，抑制追加的腐蚀现象，使得耐热性得到改善。
另外，镁与铝反应也具有阻断氧扩散的效果，使得加工后的生铁断面的耐腐蚀性显著地改善。
假设，如果镁的添加量变为0.01重量份以下，由分散度产生的效果变小，如果超过3.0重量份，则镀液饱和，同时熔融点变高，操作性劣化，浮渣产生量增加。
因而，镁的添加量优选为0.01～3.0重量份。
本发明是基于所谓通过在含有现有的铝和5～15重量份硅的镀液中同时添加铬和镁，使生成核的机会增多，镀锌板的花纹(spangle)被微细化。
于是，由于添加的成分在钢板于金属溶液内镀覆处理之后分散至镀层内生成许多核，镀覆材料凝固的过程中晶粒边界间发生相互干涉的作用，从而完成控制晶粒生长所分配的任务。
因而，也能够发挥确保绮丽的表面外观、抑制晶粒边界间腐蚀并强化耐腐蚀性的效果。另外，抑制铝和铁的合金层的生长并形成加工性优良的镀覆保护膜层。
另一方面，优选设定浸入至镀液的金属溶液内时的基体钢板的温度为650～700℃、金属溶液温度为620～680℃。
这是由于发生以下问题：如果基体钢板的浸入温度变为650℃以下，镀覆保护膜的外观变差，涂膜密合性降低，另外如果变为700℃以上，由于基体钢板的热扩散变快导致合金层的异常生长，加工性差，同时在金属溶液内过多生成氧化物层。
镀覆附着量以单面为基准优选为20～300克/米2，但是假设，如果镀覆附着量变为20克/米2以下，控制附着量的气刀设备的空气压力增加过多、发生附着量的偏差，与此同时由于金属溶液内表面氧化物的急速增加，发生保护膜的外观损伤及氧化浮渣的粘附。
另外，如果变为300克/米2以上，出现合金层过多形成并且加工性显著降低的问题。
下面列举实施例更具体地说明本发明，但是本发明并不根据如下实施例加以限定。
在无氧化炉型熔融试验设备中将钢板厚0.8毫米、宽300毫米的冷轧钢板，如表1所示改变电解液的组成制造铝合金镀覆钢板。
镀覆附着量用气刀调节，制造出的铝合金镀覆钢板的评价结果表示在表1中。
表1中，以耐腐蚀性和加工性作为评价项目，耐腐蚀性是根据KSD9504试验法在5％、35℃NaCl盐水喷雾试验气氛中经过最初发生铁锈的时间(5％)比较评价，加工性是根据KSD0006试验法做完180℃OT弯曲试验之后，用30～50倍率的立体显微镜观察产生的裂缝的宽度(剖切面的宽度)，通过测定剖切面的宽度大小比较评价。
表1
| 项目 | 镀液的组成(重量份) | 单面附着量(g/m2) | 加工性(剖切面宽)(μm) | 耐腐蚀性(盐水喷雾试验) | ||||
| (Si) | (Cr) | (Mg) | 平坦部铁锈(hr) | 生铁断部铁锈(hr) | ||||
| 发明例 | 1 | 5.0 | 0.1 | 0.01 | 40 | 10～15 | 1050 | 950 |
| 2 | 10.0 | 0.3 | 0.01 | 3500 | 1200 | |||
| 3 | 12.0 | 0.5 | 0.01 | 4500 | 1500 | |||
| 4 | 5.0 | 1.0 | 0.5 | 2700 | 850 | |||
| 5 | 12.0 | 1.5 | 0.01 | 3000 | 1100 | |||
| 6 | 5.0 | 1.5 | 0.1 | 3200 | 1000 | |||
| 7 | 10.0 | 1.2 | 1.0 | 2800 | 900 | |||
| 8 | 15.0 | 0.7 | 0.1 | 3400 | 1000 | |||
| 9 | 10.0 | 0.9 | 2.0 | 3800 | 1200 | |||
| 10 | 12.0 | 0.5 | 3.0 | 3300 | 800 | |||
| 11 | 5.0 | 1.0 | 1.0 | 2500 | 650 | |||
| 比较例 | 12 | 5.0 | 0.05 | 0.005 | 15～20 | 850 | 300 | |
| 13 | 10.0 | 0.01 | 0.007 | 1300 | 450 | |||
| 14 | 12.0 | 0.001 | 0.003 | 1250 | 480 | |||
| 15 | 10.0 | - | - | 45 | 30～45 | 1200 | 450 | |
如表1中表示的那样，可以得知根据本发明的实施例在加工性和耐腐蚀性方面优良。即，在发明例中进行180℃OT弯曲试验后产生的裂缝(剖切面)为10-15μm，判定比比较例的情况优良。另外，即使在耐腐蚀性方面，在发明例的情况下，平坦部铁锈用大约3000小时表示，生铁断部铁锈用1000小时表示，但是在比较例的情况下各自用大约1200小时、450小时表示，与比较例相比可以得知发明例各段优良。
另外，肉眼观察的结果，根据本发明的实施例即使在表面外观方面也比比较例好，这当然是由于镀锌板的花纹尺寸(Spangle)被微细化的结果。
发明效果
如上所述，如果按照本发明，由于在含有现有的5～15重量份硅的铝镀液组成中添加少量的铬和镁可以控制晶粒边界间的生成核，因此可以制造表面外观、耐腐蚀性和加工性改进的铝合金镀覆钢板。
另外，由于加工性优良，可以减少在成形加工时出现的镀层的剥离和镀覆保护膜的裂缝，在加工后也能够具有优良的耐腐蚀性。另外，如果使用具有这样特长的本发明的钢板，可以制造具有更优良耐腐蚀性的汽车用的消音器、耐热家电制品等。
Claims (3)
1、铝合金镀覆钢板的镀覆方法，其特征在于在对铝合金镀覆钢板进行镀覆的方法中，用由5～15重量份硅、0.1～1.5重量份铬、0.01～3.0重量份镁和余量的铝组成的铝镀液进行镀覆处理。
2、权利要求1所述的铝合金镀覆钢板的镀覆方法，其特征在于镀覆附着量以单面为基准为20～300克/米2。
3、权利要求1或2所述的铝合金镀覆钢板的镀覆方法，其特征在于所述铝合金镀覆钢板的浸入温度为650～700℃。
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