RU2689402C2 - Горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, способ его изготовления и использования - Google Patents

Горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, способ его изготовления и использования Download PDF

Info

Publication number
RU2689402C2
RU2689402C2 RU2016151998A RU2016151998A RU2689402C2 RU 2689402 C2 RU2689402 C2 RU 2689402C2 RU 2016151998 A RU2016151998 A RU 2016151998A RU 2016151998 A RU2016151998 A RU 2016151998A RU 2689402 C2 RU2689402 C2 RU 2689402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hot
layer
temperature
rolling
stage
Prior art date
Application number
RU2016151998A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016151998A (ru
RU2016151998A3 (ru
Inventor
Цзюнь Ли
Нин ТАНЬ
Чуан ГУАНЬ
Юйань ФАН
Синьцзянь МА
Original Assignee
Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. filed Critical Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд.
Publication of RU2016151998A publication Critical patent/RU2016151998A/ru
Publication of RU2016151998A3 publication Critical patent/RU2016151998A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2689402C2 publication Critical patent/RU2689402C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F17/00—Multi-step processes for surface treatment of metallic material involving at least one process provided for in class C23 and at least one process covered by subclass C21D or C22F or class C25
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/50—Controlling or regulating the coating processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления горячеплакированных изделий, имеющих оксидный слой. Способ включает выплавку стали, отливку сляба, горячую прокатку стального листа, имеющего оксидный слой, низкий отжиг горячекатаного стального листа и нанесение на него покрытия методом горячего погружения. Низкий отжиг горячекатаного стального листа со слоем окислов железа, полученным на стадии горячей прокатки, осуществляют в печи низкого отжига без травления в среде восстановительного газа при температуре восстановления, при этом на наружной поверхности стальной подложки горячекатаного листа остается остаточный слой окислов железа, а поверхностный слой окислов железа восстанавливается в железистый металл, образуя слой восстановленного железа толщиной от 0,5 до 5 мкм, находящийся на поверхности остаточного слоя окислов железа. Нанесение покрытия на горячекатаный стальной лист со слоем восстановленного железа осуществляют плакированием методом горячего погружения, при этом формируется горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой. На стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1150-1250°С, конечная температура прокатки составляет 800-900°С, температура наматывания составляет 550-650°С, скорость прокатки составляет 8-20 м/сек. На стадии низкого отжига температура восстановления составляет 500-1000°С, время восстановления составляет 30-300 сек, а восстановительный газ представляет собой смесь Нили СО с инертным газом, причем концентрация Нили СО составляет не менее 3%. Также предложены вариант способа изготовления горячеплакированных изделий и горячеплакированное изделие. Изобретение позволяет снизить себестоимость и повысить коррозионную стойкость изделия. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 6 пр.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к изделиям с покрытием, нанесенным горячим способом, т.е. горячеплакированным изделиям, и к способам их изготовления и использования, в частности - к изделиям с покрытием, нанесенным горячим способом, имеющим оксидный слой.
Предшествующий уровень техники
Горячеплакированные изделия, по причине своей высокой коррозионной стойкости, широко используются в промышленности, в частности, в производстве автомобилей, бытовой техники, при строительстве зданий, производстве машинного и станочного оборудования, и т.д. С ростом потребности на рынке в изделиях с высокой коррозионной стойкостью, спрос на горячеплакированные изделия постепенно превысил спрос на голые холоднокатаные листы.
В традиционных производственных процессах горячего цинкования (плакирования) перед непосредственно горячим цинкованием требуется операция травления стального листа для удаления с его поверхности окислов с помощью серной или соляной кислоты. В противном случае остаточная пленка окислов железа будет непосредственно влиять на способность к смачиванию поверхности раствором цинка и, как следствие, на адгезионную способность и непрерывность слоя цинкового покрытия на поверхности горячеплакированного изделия. Изготовленные традиционным способом горячеплакированные изделия имеют структуры, в которых слой цинка непосредственно прилегает к поверхности стальной подложки, и есть тонкий переходный слой Fe2Al5 на границе раздела; переходный слой, в основном, улучшает прочность сцепления цинкового слоя со стальным листом. Основные проблемы, связанные с традиционным способами, следующие. Отработанные кислоты и кислотный туман, возникающие в ходе травления, способны вызвать серьезное загрязнение окружающей среды, нарастающее с течением времени; кроме того, травление и связанные с ним операции влекут за собой высокую себестоимость продукции и низкую эффективность производства; далее, травление несопоставимо с горячим нанесением покрытия по производительности, а для обеспечения производства необходимы несколько установок.
В патентных документах US 6258186 В1 и KR 100905653 В1 описан способ массового изготовления горячекатаных горячеплакированных изделий без травления, в котором скорость охлаждения в процессе наматывания горячекатаной полосовой стали увеличивают таким образом, чтобы увеличить содержание монооксида железа в оксиде; при этом концентрация водорода, используемого для низкого отжига, составляет не менее 20%, а требуемое содержание алюминия в составе раствора цинка находится в диапазоне от 0,2 до 5,0 масс. %, что способствует устранению остаточного оксидного слоя, то есть, полному восстановлению, без оксидного слоя в готовом изделии.
Раскрытие изобретения Перед настоящим изобретением поставлена задача изготовления горячеплакированных изделий, имеющих оксидный слой, с низкой себестоимостью и высокой коррозионной стойкостью, а также создания способа их изготовления, не требующего удаления оксидного слоя травлением, а использующего остаточный оксидный слой в качестве дополнительного антикоррозионного защитного слоя.
Эта задача решена с помощью способа изготовления горячеплакированных изделий, имеющих оксидный слой, включающего выплавку стали, отливку сляба, горячую прокатку стального листа, имеющего оксидный слой, низкий отжиг горячекатаного стального листа и нанесение на него покрытия методом горячего погружения, в котором, согласно изобретению, низкий отжиг горячекатаного стального листа со слоем окислов железа, полученным на стадии горячей прокатки, осуществляют в печи низкого отжига без травления в среде восстановительного газа при температуре восстановления, при этом на наружной поверхности стальной подложки горячекатаного листа остается остаточный слой окислов железа, а поверхностный слой окислов железа восстанавливается в железистый металл, образуя слой восстановленного железа, находящийся на поверхности остаточного слоя окислов железа; при этом нанесение покрытия на горячекатаный стальной лист со слоем восстановленного железа осуществляют плакированием методом горячего погружения, при этом формируется горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой.
В одном предпочтительном варианте выполнения способа он между стадией горячей прокатки и стадией низкого отжига дополнительно включает стадию холодной прокатки, при этом формируется холоднокатаный лист, имеющий оксидный слой железа, а поверхностный слой окислов железа восстанавливается в железистый металл, образуя слой восстановленного железа на наружной поверхности стальной подложки холоднокатанного листа.
Преимущественно, на стадии холодной прокатки температура выпуска составляет 1150-1250°C, конечная температура прокатки
составляет 800-900°C, температура наматывания составляет 550-650°C, скорость прокатки составляет 8-20 м/сек, причем на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 500-1000°C, время восстановления составляет 30-300 сек, а восстановительный газ представляет собой смесь Н2 или СО с инертным газом.
При этом на стадии холодной прокатки температура выпуска составляет 1150-1200°C, в частности, 1170 или 1200°C; конечная температура прокатки составляет 840-870°C, в частности, 850 или 860°C, температура наматывания составляет от 550-570°C, в частности, от 550 или 560°C, а скорость прокатки - 14-18 м/сек, в частности, 17 или 18 м/сек; а время прокатки составляет - 300 сек.
При этом на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 750-950°C, в частности, 800°C, 850°C или 900°C, а время восстановления составляет 120-300 сек, в частности, 180, 240 или 300 сек.
Инертный газ может быть выбран из ряда, состоящего из N2, Ar или He, а концентрация Н2 или СО составляет не менее 3%, преимущественно, 20-75%.
На стадии низкого отжига может осуществляться регулирование температуры восстановления, времени восстановления и концентрации восстановительного газа, при этом толщина слоя восстановленного железа увеличивается и составляет 0,5-5 мкм.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, поставленная задача решается тем, что горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, содержащее, в порядке от внутренней стороны к внешней, стальную подложку, слой восстановленного железа и слой покрытия, нанесенного плакированием методом горячего погружениям, согласно изобретению, изделие дополнительно содержит остаточный
слой окислов железа, расположенный между стальной подложкой и слоем восстановленного железа, при этом формируется защитный слой, способный замедлять коррозию стальной подложки, причем слой восстановленного железа состоит из железистого металла, образованного путем низкого отжига поверхностного слоя окислов железа в печи низкого отжига без травления.
Преимущественно, остаточный слой окислов железа состоит из ряда, содержащего FeO, Fe3O4 и Fe2O3, или их комбинации; остаточный слой окислов железа является непрерывным или полунепрерывным и имеет толщину 5-20 мкм; слой восстановленного железа имеет толщину 5-20 мкм, в частности, 0,5-5 мкм, а состав слоя покрытия, нанесенного плакированием методом горячего погружениям, выбран из ряда, состоящего из Zn, Zn-Al, Zn-Al-Mg, Zn-Al-Mg-Si или сплав Al-Si и имеет толщину 5-20 мкм.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, поставленная задача решается тем, что горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, используется для изготовления стальных строительных конструкций, дорожных ограждений или стальных резервуаров хранения.
Благоприятные эффекты реализации настоящего изобретения: Горячеплакированные изделия, изготовленные с помощью заявленного способа, имеют дополнительный защитный оксидный слой между стальной подложкой и слоем восстановленного железа, причем защитный слой образован собственным слоем окислов железа.
Дополнительный защитный слой добавляет дополнительную функцию защиты от коррозии стальной подложки, способен замедлять коррозию, и дополнительно имеет защитный барьер, по сравнению с горячеплакированными изделиями, изготовленными по традиционной технологии. В связи с этим горячеплакированное изделие с
дополнительным защитным оксидным слоем обладает большей устойчивостью к коррозии, особенно хорошо подходит для областей применения, где предъявляется требование высокой коррозионной стойкости, но без сложной деформации, таких как производство стальных строительных конструкций, дорожных ограждений или стальных резервуаров хранения и т.д. В дополнение к повышению коррозионной стойкости, настоящее изобретение обладает таким преимуществом, как исключение из технологического процесса операции травления и соответствующих ему процедур, в связи с чем устраняются выбросы загрязняющих веществ, таких как отработанные кислоты, и т.д. Настоящее изобретение не только позволяет экономить энергию, но и предотвращает вред для окружающей среды, что отражает собой общую тенденцию по повышению экологичности производств. Поскольку процедура травления для удаления слоя окислов исключается из производственного процесса, его продолжительность сокращается, эффективность производства повышается, выход годной продукции повышается, а производственная себестоимость снижается. Горячеплакированные изделия со слоем окислов железа, полученные способом, предлагаемым в настоящем изобретении, имеют очень важное экономическое преимущество, а кроме того, имеют очень высокий потенциал практического применения и распространения, и вполне подходят для традиционных производственных линий горячего цинкования без каких-либо преобразований производственных линий и дополнительной установки нового оборудования.
Краткое описание чертежей В дальнейшем сущность изобретения поясняется подробным описанием примеров конкретного исполнения со ссылками на чертежи, на которых изображено:
на Фиг. 1 - растровая электронная микрофотография поперечного сечения горячеплакированного изделия, изготовленного традиционным способом;
на Фиг. 2 - растровая электронная микрофотография поперечного сечения горячеплакированного изделия, изготовленного предлагаемым способом изготовления горячеплакированных изделий со слоем окислов железа в соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 3 - растровая электронная микрофотография поперечного сечения горячеплакированного изделия, изготовленного предлагаемым способом изготовления горячеплакированных изделий со слоем окислов железа в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 4 - растровая электронная микрофотография поперечного сечения горячеплакированного изделия, изготовленного предлагаемым способом изготовления горячеплакированных изделий со слоем окислов железа в соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 5 - растровая электронная микрофотография поперечного сечения горячеплакированного изделия, изготовленного предлагаемым способом изготовления горячеплакированных изделий со слоем окислов железа в соответствии с четвертым примером осуществления настоящего изобретения.
Конкретные примеры осуществления изобретения Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено следующими частными конкретными примерами его осуществления.
Задача, поставленная перед изобретением, решена с помощью способа изготовления горячеплакированных изделий со слоем окислов железа, в котором выполняют следующие стадии способа в названной последовательности:
- выплавку стали с заданным химическим составом;
- отливку стального сляба;
- горячую или горячую и дополнительную холодную прокатку стального листа, имеющего оксидный слой;
- низкий отжиг стального листа;
- нанесение покрытия методом горячего погружения.
На стадии низкого отжига лист со слоем окислов железа, полученным на стадии горячей или холодной прокатки, поступает непосредственно в печь низкого отжига без травления, при этом на наружной поверхности стальной подложки остается остаточный слой окислов железа, а поверхностный слой окислов железа в среде восстановительного газа при температуре восстановления восстанавливается в железистый металл, образуя слой восстановленного железа, который находится на остаточном слое окислов железа. Лист со слоем восстановленного железа подвергают плакированию методом горячего погружения, в результате формируется горячеплакированное изделие, имеющее защитный оксидный слой на подложке. В частном примере осуществления данного изобретения на стадии холодной прокатки температура выпуска составляет 1150-1250°C, конечная температура прокатки составляет 800-900°C, температура наматывания составляет 550-650°C, скорость прокатки составляет 8-20 м/сек, а на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 500-1000°C, время восстановления составляет 30-300 сек, а восстановительный газ представляет собой смесь Н2 или СО с
инертным газом.
Предпочтительно, на стадии холодной прокатки температура выпуска составляет 1150-1200°C, в частности, 1170 или 1200°C; конечная температура прокатки составляет 840-870°C, в частности, 850 или 860°C, температура наматывания составляет от 550-570°C, в частности, от 550 или 560°C, а скорость прокатки - 14-18 м/сек, в частности, 17 или 18 м/сек; а время прокатки составляет -300 сек. При этом на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 750-950°C, в частности, 800°C, 850°C или 900°C, а время восстановления составляет 120 - 300 сек, в частности, 180, 240 или 300 сек.
Инертный газ представляет собой Н2, Ar или He, при этом концентрация Н2 или СО составляет не ниже 3%, предпочтительно, - 20-75%.
Путем регулирования на стадии низкого отжига температуры и времени восстановления, а также концентрации восстановительного газа, в частности Н2, увеличивают толщину образованного слоя восстановленного железа и поддерживают ее, в среднем, 0,5-5 мкм.
Горячеплакированные изделия, имеющие оксидный слой, в частности, слой окислов железа, изготовленные с использованием вышеописанного способа, как показано на Фиг. 2-5, содержат в порядке от внутренней стороны к внешней стальную подложку 1, защитный остаточный слой 2 окислов железа, слой 3 восстановленного железа и слой 4 плакированного покрытия, нанесенного методом горячего погружения. При этом защитный остаточный слой 2 окислов железа представляет собой слой окислов, оставшийся на стальной подложке 1 после восстановления окислов железа; восстановленный слой 3 железа представляет собой железистый металл. Защитный оксидный слой 2
способен замедлить коррозию стальной подложки 1. Остаточный слой 2 окислов железа включает один, два или более следующих компонентов: FeO, Fe3O4 и Fe2O3, преимущественно состоит из FeO. Оксидный слой 2 является непрерывным или полунепрерывным и, в среднем, имеет толщину 5-20 мкм, преимущественно, 0,1-5 мкм. Слой 3 восстановленного железа, в среднем, имеет толщину 0,5-5 мкм. Слой 4 плакированного покрытия, нанесенного методом горячего погружения, в среднем, имеет толщину 5-20 мкм. Состав плакированного покрытия 4, нанесенного методом горячего погружения, может представлять собой Zn, Zn-Al, Zn-Al-Mg, Zn-Al-Mg-Si или сплав Al-Si.
Горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, изготовленное в соответствии с вышеописанным способом, может быть использовано для изготовления стальных строительных конструкций, дорожных ограждений или стальных резервуаров хранения и т.п.
Далее подробно описывается ряд частных примеров осуществления настоящего изобретения.
Пример 1.
После выплавки стали, отливки сляба и дефосфоризации, сляб подвергают горячей прокатке в стальной лист, при этом температура выпуска составляет 1100°C, конечная температура прокатки - 850°C, температура наматывания - 550°C, а скорость прокатки - 20 м/сек. Толщина полученного горячекатаного листа 4 составляет 2,2 мм, а средняя толщина защитного оксидного слоя 2 составляет 6 мкм. Горячекатаный лист поступает в печь низкого отжига, в которой температура восстановления составляет 500°C, время восстановления -300 сек, концентрация восстановительного газа, водорода, - 3%. После
его погружения в ванну для плакирования при температуре 460°C, горячее плакирование завершено; при этом состав раствора Al-Zn составляет 0,2 масс. %; микроструктура поперечного сечения полученного плакированного листа показана на Фиг. 2, из которого следует, что существует не восстановленный полностью оксидный слой 2 между подложкой 1 и слоем 3 восстановленного железа, в то время как на растровой электронной микрофотографии поперечного сечения традиционного горячеплакированного изделия (см. Фиг. 1) такого оксидного слоя нет.
Пример 2
После выплавки стали, отливки сляба и дефосфоризации, сляб подвергают горячей прокатке в стальной лист, при этом температура выпуска составляет 1150°C, конечная температура прокатки - 870°C, температура смотки - 580°C, а скорость прокатки - 15 м/сек, при этом конечная толщина полученного горячекатаного листа составляет 2,0 мм, а средняя толщина слоя окислов железа составляет 7 мкм. Минуя стадию травления, горячекатаный лист поступает непосредственно в печь низкого отжига, в которой температура восстановления составляет 800°C, время восстановления - 180 сек, а концентрация восстановительного газа, водорода, - 20%. После его погружения в ванну для плакирования при температуре 460°C, горячее плакирование завершено; при этом состав раствора Al-Zn составляет 0,13 масс. %; микроструктура поперечного сечения полученного плакированного листа показана на Фиг. 3, из которого следует, что между стальной подложкой 1 и слоем 3 восстановленного железа имеется сплошной защитный оксидный слой 2.
Пример 3
После выплавки стали, отливки сляба и дефосфоризации, сляб подвергают горячей прокатке в стальной лист, при этом температура выпуска составляет 1200°C, конечная температура прокатки - 900°C, температура смотки - 600°C, а скорость прокатки - 8 м/сек, при этом конечная толщина полученного горячекатаного листа составляет 3,0 мм, а средняя толщина слоя окислов железа составляет 8 мкм. Минуя стадию травления, горячекатаный лист поступает непосредственно в печь низкого отжига, в которой температура восстановления составляет 1000°C, время восстановления - 180 сек, а концентрация восстановительного газа, водорода, - 50%. После его погружения в ванну для плакирования при температуре 460°C, горячее плакирование сплавом цинка и алюминия завершено; при этом состав раствора Al-Zn составляет Al - 1,6% - Zn - 1,6%; микроструктура поперечного сечения полученного плакированного листа показана на Фиг. 4, результаты анализа энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, показанного на Фиг. 4, приведены в таблице.
Результаты анализа энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии по примеру 3
Figure 00000001
где:
спектр 2 - защитный остаточный оксидный слой,
спектр 3 - слой восстановленного железа,
спектр 4 - слой плакированного покрытия.
Пример 4
После выплавки стали, отливки сляба и дефосфоризации, сляб подвергают горячей прокатке в стальной лист, при этом температура выпуска составляет 1250°C, конечная температура прокатки - 900°C, температура смотки - 600°C, а скорость прокатки - 10 м/сек, при этом конечная толщина полученного горячекатаного листа составляет 3,0 мм, а средняя толщина слоя окислов железа составляет 8 мкм. Горячекатаный лист подвергают холодной прокатке вместе с оксидным слоем железа при коэффициенте деформации 5% и, минуя стадию травления, направляют в печь низкого отжига, в которой температура восстановления составляет 800°C, время восстановления - 60 сек, а концентрация восстановительного газа, водорода, - 20%. После его погружения в ванну для плакирования при температуре 460°C, горячее плакирование завершено; при этом состав раствора Al-Zn составляет 0,2 масс. %; микроструктура поперечного сечения полученного плакированного листа показана на Фиг. 5, из которого следует, что между стальной подложкой 1 и слоем 3 восстановленного железа имеется тонкий защитный оксидный слой 2.
Пример 5
После выплавки стали, отливки сляба и дефосфоризации, сляб подвергают горячей прокатке в стальной лист, при этом температура выпуска составляет 1250°C, конечная температура прокатки - 900°C, температура смотки - 600°C, а скорость прокатки - 10 м/сек, при этом конечная толщина полученного горячекатаного листа составляет 3,0 мм, а средняя толщина слоя окислов железа составляет 8 мкм. Горячекатаный лист подвергают холодной прокатке вместе с оксидным слоем железа при коэффициенте деформации 5% и, минуя стадию
травления, направляют в печь низкого отжига, в которой температура восстановления составляет 800°C, время восстановления - 60 сек, а концентрация восстановительного газа, водорода, - 20%. После его погружения в ванну для плакирования при температуре 620°C, горячее плакирование завершено; при этом состав раствора Al-Zn составляет 55 масс. %.
Пример 6
После выплавки стали, отливки сляба и дефосфоризации, сляб подвергают горячей прокатке в стальной лист, при этом температура выпуска составляет 1250°C, конечная температура прокатки - 900°C, температура смотки - 600°C, а скорость прокатки - 10 м/сек, при этом конечная толщина полученного горячекатаного листа составляет 3,0 мм, а средняя толщина слоя окислов железа составляет 8 мкм. Горячекатаный лист подвергают холодной прокатке вместе с оксидным слоем железа при коэффициенте деформации 5% и, минуя стадию травления, направляют в печь низкого отжига, в которой температура восстановления составляет 800°C, время восстановления - 60 сек, а концентрация восстановительного газа, водорода, - 20%. После его погружения в ванну для плакирования при температуре 680°C, горячее плакирование завершено; при этом состав раствора Al-Zn составляет 11 масс. %.
Таким образом, горячеплакированные изделия с оксидным слоем, изготовленные с помощью способа, описанного в настоящем изобретении, имеют структуру, состоящую из, в порядке последовательности, от внутренней стороны к внешней, стальной подложки, защитного остаточного оксидного слоя, слоя восстановленного железа и слоя плакированного покрытия; при этом
защитный слой образован собственным слоем окислов железа и имеет дополнительную функцию защиты стальной подложки от коррозии, способен замедлять коррозию, и дополнительно имеет защитный барьер, по сравнению с горячеплакированными изделиями, изготовленными по традиционной технологии; в связи с этим, горячеплакированное изделие со слоем окислов железа обладает большей устойчивостью к коррозии, особенно хорошо подходит для областей применения, в которых предъявляется требование высокой коррозионной стойкости, но без сложной деформации, таких как производство стальных строительных конструкций, дорожных ограждений или стальных резервуаров хранения и т.д. В дополнение к повышению коррозионной стойкости, настоящее изобретение обладает таким преимуществом, как исключение из технологического процесса операции травления и соответствующих процедур, в связи с чем устраняются проблемы выбросов загрязняющих веществ, таких как отработанные кислоты и т.п. Кроме того, настоящее изобретение не только позволяет экономить энергию, но и предотвращает вред для окружающей среды, что отражает собой общую тенденцию по повышению экологичности производств. Поскольку процедура травления для удаления оксидного слоя исключается из производственного процесса, его продолжительность сокращается, эффективность производства повышается, а производственная себестоимость снижается. Горячеплакированные изделия со слоем окислов железа, полученные предлагаемым способом, имеют очень важное экономическое преимущество, а кроме того, обладают очень высоким потенциалом практического применения и распространения, и вполне подходят для традиционных производственных линий горячего цинкования без каких-либо преобразований производственных линий и дополнительной установки нового оборудования.

Claims (28)

1. Способ изготовления горячеплакированных изделий, имеющих оксидный слой, включающий выплавку стали, отливку сляба, горячую прокатку стального листа, имеющего оксидный слой, низкий отжиг горячекатаного стального листа и нанесение на него покрытия методом горячего погружения, отличающийся тем, что
низкий отжиг горячекатаного стального листа со слоем окислов железа, полученным на стадии горячей прокатки, осуществляют в печи низкого отжига без травления в среде восстановительного газа при температуре восстановления, при этом на наружной поверхности стальной подложки горячекатаного листа остается остаточный слой окислов железа, а поверхностный слой окислов железа восстанавливается в железистый металл, образуя слой восстановленного железа толщиной от 0,5 до 5 мкм, находящийся на поверхности остаточного слоя окислов железа,
нанесение покрытия на горячекатаный стальной лист со слоем восстановленного железа осуществляют плакированием методом горячего погружения, при этом формируется горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой,
причем на стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1150-1250°С, конечная температура прокатки составляет 800-900°С, температура наматывания составляет 550-650°С, скорость прокатки составляет 8-20 м/сек,
при этом на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 500-1000°С, время восстановления составляет 30-300 сек, а восстановительный газ представляет собой смесь Н2 или СО с инертным газом, причем концентрация Н2 или СО составляет не менее 3%.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1150-1200°С, конечная температура прокатки составляет 840-870°С, температура наматывания составляет 550-570°С, а скорость прокатки составляет 14-18 м/сек.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1170 или 1200°С, конечная температура прокатки составляет 850 или 860°С, температура наматывания составляет 550 или 560°С, скорость прокатки составляет 17 или 18 м/сек.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 750-950°С, а время восстановления составляет 120-300 сек.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 800, 850 или 900°С, а время восстановления составляет 180, 240 или 300 сек.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что инертный газ выбран из ряда, состоящего из N2, Ar или Не.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация Н2 или СО составляет 20-75%.
8. Способ изготовления горячеплакированных изделий, имеющих оксидный слой, включающий выплавку стали, отливку сляба, горячую прокатку стального листа, холодную прокатку, низкий отжиг стального листа и нанесение на него покрытия методом горячего погружения, отличающийся тем, что
низкий отжиг холоднокатаного стального листа со слоем окислов железа осуществляют в печи низкого отжига без травления в среде восстановительного газа при температуре восстановления, при этом на наружной поверхности стальной подложки холоднокатаного листа остается остаточный слой окислов железа, а поверхностный слой окислов железа восстанавливается в железистый металл, образуя слой восстановленного железа толщиной от 0,5 до 5 мкм, находящийся на поверхности остаточного слоя окислов железа,
нанесение покрытия на холоднокатаный стальной лист со слоем восстановленного железа осуществляют плакированием методом горячего погружения, при этом формируется горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой,
на стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1150-1250°С, конечная температура прокатки составляет 800-900°С, температура наматывания составляет 550-650°С, скорость прокатки составляет 8-20 м/сек,
при этом на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 500-1000°С, время восстановления составляет 30-300 сек, а восстановительный газ представляет собой смесь Н2 или СО с инертным газом, причем концентрация Н2 или СО составляет не менее 3%.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1150-1200°С, конечная температура прокатки составляет 840-870°С, температура наматывания составляет от 550-570°С, скорость прокатки составляет 14-18 м/сек.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии горячей прокатки температура выпуска составляет 1170 или 1200°С, конечная температура прокатки составляет 850 или 860°С, температура наматывания составляет 550 или 560°С, скорость прокатки составляет 17 или 18 м/сек.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 750-950°C, время восстановления составляет 120-300 сек.
12. Способ по п. 8, отличающийся тем, что на стадии низкого отжига температура восстановления составляет 800, 850 или 900°C, а время восстановления составляет 180, 240 или 300 сек.
13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что инертный газ выбран из ряда, состоящего из N2, Ar или Не.
14. Способ по п. 8, отличающийся тем, что концентрация Н2 или СО составляет 20-75%.
15. Горячеплакированное изделие, изготовленное по пп. 1-14, имеющее оксидный слой, содержащее, в порядке от внутренней стороны к внешней, стальную подложку, слой восстановленного железа и слой покрытия, нанесенного плакированием методом горячего погружения, отличающееся тем, что изделие дополнительно содержит остаточный слой окислов железа, расположенный между стальной подложкой и слоем восстановленного железа, при этом формируется защитный слой, способный замедлять коррозию стальной подложки, причем слой восстановленного железа состоит из железистого металла, образованного путем низкого отжига поверхностного слоя окислов железа в печи низкого отжига без травления.
16. Горячеплакированное изделие по п. 15, отличающееся тем, что остаточный слой окислов железа состоит из ряда, содержащего FeO, Fe3O4 и Fe2O3, или их комбинации.
17. Горячеплакированное изделие по п. 15, отличающееся тем, что остаточный слой окислов железа является непрерывным или полунепрерывным и имеет толщину 5-20 мкм.
18. Горячеплакированное изделие по п. 15, отличающееся тем, что слой восстановленного железа имеет толщину 0,5-5 мкм.
19. Горячеплакированное изделие по п. 15, отличающееся тем, что состав слоя покрытия, нанесенного плакированием методом горячего погружения, выбран из ряда, состоящего из Zn, Zn-Al, Zn-Al-Mg, Zn-Al-Mg-Si или сплав Al-Si.
20. Горячеплакированное изделие по п. 15, отличающееся тем, что слой покрытия, нанесенного плакированием методом горячего погружения, имеет толщину 5-20 мкм.
RU2016151998A 2014-05-30 2014-12-23 Горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, способ его изготовления и использования RU2689402C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNCN201410240635.9 2014-05-30
CN201410240635.9A CN105200441A (zh) 2014-05-30 2014-05-30 带氧化物层的热镀产品、其制造方法及其应用
PCT/CN2014/094612 WO2015180463A1 (zh) 2014-05-30 2014-12-23 带氧化物层的热镀产品、其制造方法及其应用

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016151998A RU2016151998A (ru) 2018-07-04
RU2016151998A3 RU2016151998A3 (ru) 2018-11-30
RU2689402C2 true RU2689402C2 (ru) 2019-05-28

Family

ID=54698026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016151998A RU2689402C2 (ru) 2014-05-30 2014-12-23 Горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, способ его изготовления и использования

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6903572B2 (ru)
KR (1) KR102333168B1 (ru)
CN (1) CN105200441A (ru)
RU (1) RU2689402C2 (ru)
WO (1) WO2015180463A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6831053B2 (ja) 2014-07-10 2021-02-17 ボルタ チャージング， エルエルシー 電気自動車のための充電ステーションに標的広告を提供するためのシステムおよび方法
CN105908089B (zh) * 2016-06-28 2019-11-22 宝山钢铁股份有限公司 一种热浸镀低密度钢及其制造方法
CN106011652B (zh) * 2016-06-28 2017-12-26 宝山钢铁股份有限公司 一种磷化性能优异的冷轧低密度钢板及其制造方法
CN106119687B (zh) * 2016-06-28 2018-01-26 宝山钢铁股份有限公司 一种高表面质量的免酸洗热轧带钢及其制造方法
CN108060382B (zh) * 2017-12-12 2020-07-24 首钢集团有限公司 一种提高锌铝镁合金镀层钢板胶粘性能的方法
CN110195202A (zh) * 2019-05-08 2019-09-03 沈阳大学 一种基于氢气还原修补热轧钢板表面氧化铁皮裂纹的方法
CN118460912A (zh) * 2023-02-07 2024-08-09 宝山钢铁股份有限公司 热轧钢板、镀锌钢板及其制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258186B1 (en) * 1998-12-29 2001-07-10 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for manufacturing hot rolled galvanized steel sheet at high speed, with pickling skipped
KR20030053153A (ko) * 2001-12-22 2003-06-28 주식회사 포스코 피로강도 및 내식성이 우수한 열연강판의 제조방법
RU2418094C2 (ru) * 2006-01-30 2011-05-10 Ниппон Стил Корпорейшн Высокопрочный горячеоцинкованный погружением стальной лист и высокопрочный отожженный после цинкования стальной лист с превосходными формуемостью и способностью к нанесению гальванопокрытия и способы изготовления и устройства для изготовления таких листов

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54133438A (en) * 1978-04-08 1979-10-17 Nippon Steel Corp Manufacture of plated steel sheet
JP3248432B2 (ja) * 1996-08-02 2002-01-21 日本鋼管株式会社 溶融めっき鋼板の製造方法
JPH1088307A (ja) * 1996-09-13 1998-04-07 Nkk Corp めっき密着性に優れた溶融めっき鋼板の製造方法
JP3205292B2 (ja) * 1997-12-02 2001-09-04 川崎製鉄株式会社 耐食性およびめっき密着性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
US8721809B2 (en) * 2007-02-23 2014-05-13 Tata Steel Ijmuiden B.V. Method of thermomechanical shaping a final product with very high strength and a product produced thereby
JP5354156B2 (ja) * 2008-09-03 2013-11-27 Ｊｆｅスチール株式会社 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
BR112013029766B1 (pt) * 2011-05-25 2019-06-18 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Chapa de aço laminada a frio e método para produção da mesma
CN103302104B (zh) * 2012-03-13 2015-07-22 宝山钢铁股份有限公司 热轧硅钢的制造方法
CN103537640B (zh) * 2013-10-18 2015-07-29 东北大学 一种薄带连铸结合还原退火生产热轧免酸洗板的方法
CN103726003B (zh) * 2013-12-20 2015-10-28 东北大学 一种基于氧化铁皮还原的热轧带钢免酸洗热镀锌方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258186B1 (en) * 1998-12-29 2001-07-10 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Method for manufacturing hot rolled galvanized steel sheet at high speed, with pickling skipped
KR20030053153A (ko) * 2001-12-22 2003-06-28 주식회사 포스코 피로강도 및 내식성이 우수한 열연강판의 제조방법
RU2418094C2 (ru) * 2006-01-30 2011-05-10 Ниппон Стил Корпорейшн Высокопрочный горячеоцинкованный погружением стальной лист и высокопрочный отожженный после цинкования стальной лист с превосходными формуемостью и способностью к нанесению гальванопокрытия и способы изготовления и устройства для изготовления таких листов

Also Published As

Publication number Publication date
JP6903572B2 (ja) 2021-07-14
RU2016151998A (ru) 2018-07-04
RU2016151998A3 (ru) 2018-11-30
CN105200441A (zh) 2015-12-30
JP2017522458A (ja) 2017-08-10
WO2015180463A1 (zh) 2015-12-03
KR20170012318A (ko) 2017-02-02
KR102333168B1 (ko) 2021-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2689402C2 (ru) Горячеплакированное изделие, имеющее оксидный слой, способ его изготовления и использования
RU2690866C2 (ru) Способ изготовления горячеплакированного стального листа с использованием горячей прокатки, холодной прокатки без травления и низкого отжига
US3343930A (en) Ferrous metal article coated with an aluminum zinc alloy
WO2019221193A1 (ja) めっき鋼材
TWI534293B (zh) 熱浸鍍Ｚｎ－Ａｌ系合金鋼板及其製造方法
KR101831173B1 (ko) 외관성과 도금 밀착성이 우수한 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판 그리고 그들의 제조 방법
CN105247095B (zh) 用于模压淬火应用的镀锌钢材以及生产方法
JP5430022B2 (ja) Ａｌ系めっき鋼材及びその製造方法
KR20170067907A (ko) 용융 Al-Zn 계 도금 강판과 그 제조 방법
JP2012126994A (ja) 溶融Ａｌ−Ｚｎ系めっき鋼板
CN110352261B (zh) 热浸镀Al系钢板及其制造方法
CN108018513A (zh) 一种热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制造方法
KR101249594B1 (ko) 금속 스트립의 코팅 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치
JPWO2018181391A1 (ja) 溶融Ａｌ系めっき鋼板及び溶融Ａｌ系めっき鋼板の製造方法
US3393089A (en) Method of forming improved zinc-aluminum coating on ferrous surfaces
JP7546055B2 (ja) 耐腐食性に優れた溶融合金めっき鋼材及びその製造方法
JP7496876B2 (ja) 加工部耐食性に優れたＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ系溶融合金めっき鋼材及びその製造方法
CN109689916B (zh) 热浸镀Al-Zn系钢板
JP2014114489A (ja) 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP2018511704A (ja) 耐腐食性に優れた亜鉛−アルミニウム合金メッキの異形鋼線及びその製造方法
JP4834922B2 (ja) 溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP7464849B2 (ja) めっき鋼材、およびめっき鋼材の製造方法
JP2002302749A (ja) 耐かじり性に優れた溶融Ｚｎ−Ａｌ系合金めっき鋼板とその製造方法
JP2002249862A (ja) 加工性と加工部耐食性に優れた表面処理鋼板及びその製造方法
KR101359107B1 (ko) 도금성 및 도금밀착성이 우수한 용융아연도금강판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant