TW311941B - - Google Patents

Description

經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) <發明說明> 發明背景： 本發明大體上係關於含鉻的鋼合金，其塗覆有鋁，其 可含有高至1 5 %的矽。更詳而言之，本發明係關於一種 滲鋁的肥粒鐵不銹鋼，如A I S I型4 Q 9 °熱浸滲鋁帶 材的連續塗覆作業線包含作業線內之氧化物表面的清洗和 退火處理。許多該些塗缓作業線係使用—種直接高溫燃燒 爐及空間，而無自由態氧。然後帶材通常在一輻射管式爐 內加熱再冷卻至浴溫。帶材進入塗缓浴，而所塗覆的金屬 量係在清整階段中被調整。 已知含有鉻的鋼合金係雖以被滲鋁。一般而言，此係 歸因於表面上的氧化鉻難以被濕潤。熱處理期間形成在基 底金屬組成物上的鉻、鋁及鈦氧化物係不易被還原的。它 們留存在鋼合金之表面上而在帶材浸入於塗覆浴的基間會 抑制基材與鋁之間的反應。造成未塗覆部分及針孔。 以熱浸滲鋁來製備鉻合金鋼帶材係已包括塗覆前的帶 材清洗及維持在保護性氫爐氣中。典型上，塗覆爐被用在 使帶材退火而呈現所欲的機械特性並使帶材在塗覆之前達 到浴溫以上。已經有發展各種塗覆來改進含鉻合金之可濕 性。 美國專利第4 ，8 9 1 ，2 7 4號敎導說，矽含量大 於0 · 1 %時會引起可濕性的問題，而鈦含量大於 0 . 1 6 %時，在鋼熔化期間會有還原劑之作用且幫助矽 被從爐渣及耐火材引進熔融體內。矽含量低於0.1%對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） ' ----------<------ir------< - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 S11941 A7 B7 五、發明説明（2 ) 濕潤性而言係重要的，能避免塗覆過程中在帶材上形成氧 化矽。 美國專利第4 ，6 7 5 ，2 1 4號敎導說，當帶材離 開直接燃燒爐時，必須提供一種還原性爐氣以使鉻的氧化 降低到最小程度。典型上，帶材在輻射管式爐中被在 6 7 7 °C至9 5 4 °C加熱，該爐具有一種爐氣，如2 0% 體積比的氫及8 0 %體積比的氮，而在進入塗覆浴前，在 —種具有幾乎是純氫且露點較佳爲低於- 1 2 °C和氧低於 4 0 ppm的爐氣中被冷卻到6 6 0 °C至7 3 2 °C。 美國專利第5，0 2 3，1 1 3號認爲即使直接燃燒 爐中無自由態氧，仍然會有明顯的氧化可能性，因爲水及 鉻存在於表面上之故。在進入塗覆浴之前，形成在帶材表 面上的氧化鉻沒有被保護性氫爐氣所移除。當持續在移除 表面上的油、夾雜物和氧化鐵時，直接燃燒爐內的溫度係 低的，以試圖避免鉻之過度氧化。然後於另一爐段中更進 一步加熱該帶材至完全退火之狀態，該爐段含有至少9 5 %的氫、少於2 0 0 p pm的氧且露點低於0T (― 1 8 °C)。然後，在通進塗覆浴前，將帶材通經爐口，此爐口 含有至少9 7%的氫且露點不大於一2 0°F ( — 2 9°C) Ο 美國專利第4 ，8 8 3，7 2 3號將一肥粒鐵合金加 熱到溫度至少1 2 3 2 °F ( 6 6 6 °C )或到熔融之鋁浴的 溫度。其壚氣爲至少9 5%的氫且露點不超過4 0T ( 5 °C) °該加熱典型上係在與塗覆浴相連接的—直接燃燒爐 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞） ---------,------IT------έι- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局負工消費合作社印裝 A7 _ B7 五、發明説明（3 ) 或一輻射管式爐內作。 其它改良含鉻之鐵合金的濕潤性之處理方法係在滲鋁 前提供一中間塗覆層。這些塗覆層係基於鎳或鉻，或在滲 鋁之前產生一鐵一硼或鐵一磷層。美國專利第 4，8 9 1，2 7 4號提供一種鎳塗覆層以便改進鉻合金 鋼的濕潤性。此專利敎導說利用習用的塗覆作業，若爐氣 中氧含量大於1 P pm且露點高於—4 0°C時，則不能得 到滿意的鋁塗覆層。控制在這些水準程度被告知係困難的 ，且表面會受到氧化而導致差的濕潤性及塗覆缺陷。 最近，已有其它兩種處理方法來改良鉻合金對鋁的可 濕性。第一種爲EP 4 6 7，7 4 9，其敎導一種方法 ，避免在滲鋁爐內有高純度氫之需求。在含有少於3 %的 氧之非氧化性爐氣中於5 0 0 °C ( 9 3 2 T )以下預退火 帶材，且在另一露點低於—4 0 °C ( — 4 0 °F )且較佳低 —5 0 °C ( — 5 8 °F )的非氧化性爐氣中將帶材加熱到少 於9 5 0 °C ( 1 7 4 0 °F )之溫度，則冷卻爐及鑪口的爐 氣不需要純氫。可將帶材通經一無反應性的逋氣如氮或氮 /氫爐氣。該氮爐氣爲具有少於2 0 p pm的氧且露點低 於_6 0°C ( - 7 6T)，而氫爐氣具有少於10 ppm 的氧且露點低於一6 0°C ( - 7 6°F)。帶材之溫度被冷 卻到約浴溫然後進入浴內。有陳述到以一含有矽的鋁浴來 使合金層最少並減低脆性。在連續塗覆爐中製備帶材（將 被滲鋁）的方法需要之總處理時間少於約7分鐘。 加拿大專利申請第2 ，0 7 1 ，1 8 9號使用一種方 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公痠) " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 边 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 31^〇41 Aj B7 五、發明説明（4 ) 土法對含鉻的鋼帶材作塗覆，該方法包括在一實質上無氧 及水蒸氣和溫度低於1 4 7 0 °F ( 8 0 Q°C)且典型上爲 1 3 5 0 °F 至 1 4 Ο Ο T ( 7 3 3。(：至 7 6 0。(：）的氫一 氮（2 5 — 5 0%體積比的氫，以氮平衡）爐氣中，對帶 材作預退火、鹼洗、水洗及乾燥以限制氧化鉻之成長。入 口側之露點控制在—3 0 °F (- 3 5。〇 )，下流在一 5 0 T (一 4 5 °C )至—4 5 T ( - 4 3。(：），爐 口 在一6 0 °F ( - 5 1 °C )，可提供一還原爐氣給氧化鉻。帶材在含 有約1 0 %矽的鋁浴中被塗覆。帶材係在其受到該發明方 法處理之前作預退火，以提供與塗覆作業線上所作之退火 相同的性質。其沒有給預退火條件。 先前之對絡合金滲鋁的塗褢方法沒有使用另外之塗覆 層，因此係賴於一塗覆爐，其利用控制下的氫含量及露點 之氫/氮爐氣在作業線內對帶材作清洗及退火，以避免在 表面形成鉻之氧化。 已經有作過用一連續退火作業線或一箱式爐在保護性 爐氣中對不銹鋼作輝面退火，以避免退色而提供一清淨、 光亮的表面狀況。純氫或氫與氮之混合物係被用在保持表 面在光亮狀況。該材料被廣用在汽車配備、廚房用具及其 它需要光亮表面的用途上。氫爐氣之使用係昂貴的，而以 氮代替能減少成本。但是氮必須加以控制，因爲其可能引 起氮夾雜（氮化），而氫具有引起氫脆的可能性。箱內退 火作業在過去亦受限制在爐內必須控制在能產生光亮表面 的露點。 本紙張尺度逋用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------.-----^------1T------il- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 311941 A7 B7 五、發明説明（5 ) 對於任何退火作業的另一重要考慮係在退火後之鋼表 面的情況。大多數連續退火處理包含有一酸洗步驟，以除 去表面上屑垢。加熱期間，鋼可能與氧化劑如氧、水及二 氧化碳反應而形成氧化物造成屑垢。退火時間、溫度及爐 氣將決定屑垢的性質。表面上的鉻、鋁、矽及鈦係非常容 易被氧化的。在過去，供熱浸滲鋼用含鉻鋼合金之製備係 困難的，因爲表面之可濕性差及氧化鉻本質之故。本發明 係針對預退火之鉻合金鋼表面的製造，供滲鋁的（alum-inizing )或渗銘後（aluminized )的络合金鋼用，能 大量減少未塗覆處。 發明概述： 本發明在於提供一種預退火之鉻合金鋼帶材，此帶材 將在熱浸程序中被滲鋁，其中浴可實質上爲一純鋁浴、一 含矽高至1 5 %的鋁浴或一含其它合金元素的鋁浴。在一 輝面退火爐氣中藉乾式箱內退火來減少未塗覆之處，且在 預熱期間保持所形成的表面直到帶材被滲鋁後爲此，而改 良了滲鋁之鉻合金鋼帶材。會破壞預退火表面之任何表面 的酸洗或清洗將被避免。在塗覆爐中利用任何非氧化性之 爐氣來保持該預退火表面。亦可降低塗覆爐中帶材的溫度 或增加作業線速，因爲帶材已經被預退火過了。 在塗覆之前，使用低於一 6 0°C (_7 5°F)之非常 低的露點之輝面退火氫壚氣對鉻合金鋼作箱內退火，該鉻 合金鋼典型上係爲肥粒鐵不銹鋼如型4 0 9，具有約1 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 边 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 A7 B7 五、發明説明（6 ) %至約14. 5 %鉻。在乾燥氫中之箱內退火會使得鉻合 金鋼之表面比其它退火技術所製備的表面更容易被濕潤。 使用箱內退火，視機械特性選擇時間及溫度，並選用一具 有非常低的露點之高純度氫爐氣，則能改良表面而製得一 種對鋁有可濕性的表面。該預退火表面之特徵在於鐵富集 ，相信這能改善可濕性。 對鉻合金鋼作預退火使得滲鋁爐能以低溫及高作業線 速運轉，因爲該爐並未在於產生所欲之機械特性而是在於 使帶材處於溫度爲至少浴溫之溫度。若保持預退火後之表 面，則塗覆爐中並不需要高純度之氫爐氣來使預退火後之 鋼帶材表面產生可濕性表面。因此簡化了塗覆作業線爐之 要件，此要件爲能保持既存的帶材表面狀況及提供帶材在 至少爲浴溫之溫度。 本發明之一目地在於提供載鉻之合金鋼帶材，其在鋁 塗覆作業中熱浸時具有較可濕性之表面。 本發明之另一目地係爲鉻合金帶材上的表面之製造， 該帶材具有較高之鐵對鉻的比率，高於先前其它退火方法 所提供者。 本發明之一特徵在於在一連續熱浸塗覆作業中使用箱 式退火爐來對鉻合金作退火，利用乾式輝面退火爐氣來產 生帶材表面，此表面對鋁有較高之可濕性。 本發明另一特徵在於使用氫箱內退火爐氣，其具有低 於一 6 0°C (― 7 5 °F)的露點以改善帶材表面的可濕性 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 -边- A7 _B7 _.__ 五、發明説明（7 ) 本發明又一特徵在於保持箱內退火期間所產生的鐵富 集表面，以便當與鋁浴接觸時該表面具可濕性。 本發明之一優點在於滲鋁後的帶材將具有很大改良之 品質，因爲未塗覆處減少了。 本發明另一優點在於預退火後的帶材將容許在塗覆壚 中有較高之生作業線速，因爲該帶材不需要被加熱到退火 溫度。 本發明猶一儍點在於塗覆爐中所用的氣體之成本會降 低，因爲不需要用高純度的氫氣來提供可濕性表面。 在考究以下詳細說明後，上述之目地、特徵和優點以 及其它者將變得明顯的。 較佳賁施例之詳細說明： 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對含有鉻的鋼材作熱浸滲鋁始終是一件困難的工作， 因爲表面上存在有氧化鉻而使得在浸入塗覆浴期間不易被 濕潤。因熱浸塗覆作業線的設備具有退火及清洗的能力， 所以塗覆用的表面之製備一般不含有預清洗或預退火步驟 。這些在塗覆之前的步驟係爲一種額外的花費，而典型上 尙未被認爲是正當合理的。因爲必須將帶材加熱到高達塗 覆爐內塗覆浴之溫度，所以正常作業已經包含退火處理當 作周期的一部分，以製備帶材供塗覆。在塗覆爐外所作的 連續退火處理典型上將包含一道最後清洗或酸洗步驟以除 去表面氧化物及其它表面狀態。僅在體會到鉻合金帶材（ 其已經在一箱式爐中用非常乾燥之氫作輝面退火過）產生 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 10 經濟部中央橾準局員工消费合作社印簟 A7 ______B7____ 五、發明説明（8 ) 之表面與其它塗覆表面有徹底之不同，人們才能視預退火 之成本爲正當合理的。 當術語 ''帶材（Strip )"用在本發明中時，可以 了解的是其係指一種股條（s t r a n d 〉，寬度或厚度沒有 限制，且可包含一種剖面爲圓形的股條。以下說明中的所 有的組成範圍係以重量％爲基準，且所有的爐氣限度係以 體積爲基準。熱浸滲鋁之意思亦包括僅塗覆帶材之一側（ —面），其中帶材並未浸入浴中，而是浴表接觸。 大部分的鋁塗覆層含有矽含量約1 0 %，而這些被視 作型1。矽主要加入用以控制鐵與鋁之間合金層。型2的 鋁塗覆層除了正常之雜質及鋼經過浴時溶解所產生的鐵外 實質上爲純鋁。 藉反應性鋁浴可以還原鋼帶材表面上的非帶薄之氧化 物。表面上之鉻氧化物的還原比其它氧化物困難很多，而 必須保持非常薄以容許可濕性。在退火爐中控制氧化鉻之 厚度係非常難以達成的，因爲鉻易於被氧化。乾式輝面退 火爐氣中的箱內退火會在鉻鋼上形成表面，若保存到鋼進 入塗覆浴的時間則該表面係爲可濕性的。 本發明之預退火表面係歸因於使用相當純的氫且露點 低於一6 0°C( — 7 5T)，較佳低於—62 °C ( — 80 T)，最佳低於一 6 5°C ( — 8 5T)之箱內退火的效果 。在箱式退火爐內得到該些非常低的露點需要一種氣密包 住的底盤設計及緊密控制操作條件。箱內退火周期亦比連 續退火花費較長時間在均熱溫度上，此係因爲改良表面狀 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、νβ 11 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 Α7 ___Β7_ _ 五、發明説明（9 ) 況之故。 預退火期間，鋼帶材表面會有潤滑油。先用1 0 0 °c 的沸水然後在典型上4 0 (3 °C左右將該潤滑油（烴類）氫 化而除去潤滑油。若以均勻加熱，則較不易溶解潤滑油殘 餘物。高還原性的氫壚氣在溫度約6 0 0 °C將來自酸洗、 儲存及冷軋的氧化物殘渣轉化成水蒸氣，水蒸氣與還原量 的碳在帶材上反應而形成一氧化碳。 用低氧化可能性的爐氣（Μ及低露點）不可能將帶材 的合金元素氧化。清洗金饜表面對於要被滲鋁的表面之可 濕性而言係非常重要的。此外，該表面的特徵爲晶界中有 非常少的邊綠氧化及非常少的鉻氧化。帶材表面的改善可 濕性相信是歸因於鐵富集在表面之故，使用數種方法且經 廣大之深度範圍而測得其存在。雖然解釋該表面狀況的精 確理論尙未被完全定出，但是知道該表面係與其它方法所 製備的表面有明顯的不同，且知道上述之乾式箱內退火條 件會產生所欲的情況，足以確保滲鋁作業。此滲鋁作業被 大大地簡化，且會產生一種品質水準，無法由以前的其它 熱浸作業得到者。 鉻合金帶材上要被滲鋁的改良表面係保存著，不酸洗 ，直到預退火作業後；胲預退火作會除去外表面而提供近 似於基底金屬之表面。當在一爐如艾伯尼（Ebner ) Η I C 0N/H2®鐘型爐內作輝面退火的期間，使用氫 及低露點爐氣，則改良後的預退火表面具有之鐵對鉻的比 率明顯較高於基底金屬者。 本紙張尺度適用中國國家捸準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------,------tr------i · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、 發明説明 ( 10) 1 1 與 本 發 明 之 鋼 —* 同 存 在 的 絡 之 寬 廣 範 圍 可 爲 大 於 1 .1 0 5 % 高 至 3 0 % 或 更 多 0 典 型 上 ， 該 鋼 將 會 有 至 少 6 1 ：| % 的 鉻 且 更 典 型 上 至 少 8 % 的 絡 0 通 常 用 的 鉻 範 圍 爲 約 S I 請 1 I 1 0 % 至 約 3 0 % 0 先 閲 1 1 讀 1 帶 材 表 面 亦 可 有 合 金 元 素 如 欽 及 鋁 5 鈦 及 鋁 存 在 於 型 背 面 1 | 4 0 9 不 銹 鋼 0 典 型 上 ， 链 的 存 在 範 圍 約 0 0 1 % 至 之 注 意 1 I 0 1 % 9 欽 的 存 在 量 爲 至 少 0 1 % y 且 可 爲 0 • 5 % 事 項 再 1 填 1 髙或 更 高 之 範 圍 0 鈦 存 在 於 合 金 中 的 量 之 範 圍 可 爲 高 至 1 寫 本 % 或 更 高 0 當 存 在 於 基 底 金 靥 中 時 > 外 層 富 集 有 該 些 合 金 頁 1 1 元 素 0 當 退 火 係 在 具 有 所 •S* 的 爐 氣 及 適 當 的 點 控 制 之 輝 面 1 1 退 火 箱 式 爐 中 進 行 時 元 素 如 鈦 及 鋁 之 存 在 ( 其 傳 統 上 形 1 I 成 難 以 塗 m 的 氧 化 物 ) 並 不 會 產 生 問 題 0 若 該 元 素 在 進 入 1 訂 I 塗 覆 浴 之 前 形 成 氧 化 物 ( 其 不 在 帶 材 之 還 原 期 間 被 還 原 ) 1 1 I > 則 將 預 期 到 它 們 會 在 浴 表 面 ( 其 接 觸 帶 材 且 在 精 整 期 間 1 1 分 開 ) 上 形 成 浮 渣 ( 氧 化 鋁 ) 因 此 留 下 未 塗 覆 處 0 1 1 其 它 目 地 性 的 添 加 物 和 殘 餘 元 素 亦 可 存 在 於 肥 粒 鐵 線 馬 氏 體 ( ΙΪ1 a r t e ns it i c ) 或奧氏體 ( a u St e η it i c ) 鐵 i I 合 金 9 視 所 需 要 的 性 質 而 定 ， 如 此 藝 中 所 熟 知 的 0 1 1 1 鋼 材 被 開 發 得 係 由 於 光 亮 箱 內 退 火 周 期 中 預 退 火 狀 況 1 1 之 結 果 0 在 連 續 帶 材 退 火 及 習 用 箱 內 退 火 ( 其 不 是 面 退 1 1 火 ) 中 9 表 面 係 未 被 製 備 成 與 本 發 明 中 的 — 樣 〇 連 績 退 火 1 1 和 習 用 箱 內 退 火 沒 有 露 點 控 制 、 實 質 上 純 的 氫 爐 氣 及 較 長 1 I 的 均 熱 時 間 ( 它 們 使 得 帶 材 表 面 對 銘 浴 有 可 濕 性 ) 0 1 1 鉻 鋼 金 之 \lrrn 輝 面 退 火 係 在 高 對 流 式 鐘 型 爐 中 使 用 氫 富 集 1 1 1 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） A7 B7 311941 五、發明説明（11) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的爐氣作。特別是，艾伯勒（E b n e r )爐公司的 Η I C0N/H2®爐已經被成功的運用。使用非常低露 點的純氫爐氣係爲產生滲鋁所要清淨表面以及所欲的機械 特性之重要關鍵。 艾伯勒系統使用一氣密底盤與一全金饜的蓋子包住內 底座絕緣。高速風扇用於對流熱傳遞以增加系統之加熱及 冷卻速率。作業爐氣係由爐所加熱，該壚可爲氣體燃燒爐 或電爐。一高速的底部風扇循環純氫作業爐氣沿水平波狀 內蓋壁在特殊對流熱板中傳熱，提供平衡的爐氣，而使作 業中的材料之加熱與冷卻非常均勻。冷卻係結合强制空氣 與水冷卻而達成，俾保持周期儘可能地短。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 艾伯勒爐有很多特徵，其改良乾燥程度（如由露點所 測得）。其中一些特徵包括退火爐的全金屬包覆工作負荷 空間（其避免氧或水蒸氣之進入）、密封在一凹殼下的熱 絕緣、一用在工作底盤及蓋法蘭的水冷循環構件、和一水 冷罩加上一在風扇馬達上的圓形橡膠構件以提供極佳的密 封。一葉輪提供極佳的循環及快速的加熱/冷卻速率。其 它特徵包括一在荷載板中的吸入擴散器、特殊對流熱板及 高流速作業爐氣循環（沿著內壁，可由氣體燃燒爐或電熱 元件所加熱）。藉由一組合之空氣/水冷罩來冷卻爐料， 該空氣/水冷罩提供短的冷卻周期。 在加熱箱式壚內的線圈時，必須將爐沖吹以儘可能地 除去氧氣。可用氮氣使含氧量低於1 0 0 0 ppm，且儘 可能越低越好。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 14 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 _B7___ 五、發明説明（12) 在退火周期的加熱期間，爐氣通常包含混合氮的氫氣 。在加熱及冷卻期間對表面狀況作控制係重要的，因爲帶 材在低溫易氧化。 在退火處理期間需要低露點的另一理由係爲了除去鋼 帶材表面上的油類及潤滑劑。典型上，該些油類在約 7 0 0-9 Ο 0T (3 7 0 — 4 8 2 °C)裂解或蒸發。使 用氫壚氣及高氣體流速亦幫助增進油類之去除。此係特別 眞實的，當在退火周期之加熱段期間，爐氣之流動應予增 加以除去油類。均熱溫度提供一種介於蒸發溫度與裂解溫 度間的狀態給油類。這些狀態的控制產生具有改良可濕性 的光亮清淨表面。 乾燥氫中的型4 0 9不銹鋼之箱內退火形成了次表面 (subsurfaces )，次表面極度地富有欽及銘。型 4 0 9典型上具有約0. 0 1 — 0. 1%的鋁及0. 1至 〇. 5%的鈦。鋁濃度典型上約10倍於次表面處的基底 金靥之程度。鈦亦明顯地富集在次表面。由鈦及鋁之氧化 物（已知其很難被濕潤）的性質可預期該些次表面不會妨 害可濕性。次表面的富集並不深，而可輕易被鋁浴所還原 。若鈦及/或鋁存在於基底金屬中，則其它含鉻的鋼合金 將會出現次表面狀況。富集的相對量係視基底金屬組成而 定。富鐵的表面（其可具有均勻分散的合金元素）提供增 進濕潤特性的表面並形成本發明的心臟。該表面層係非常 薄的。明顯地，該些層必須保護維持著，其需要注意甚多 因素，如後續作業中的爐氣相互作用，且在鋼進入滲鋁爐 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ，c (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T S11941 A7 B7 五、發明説明（13) 之前不需要清洗或酸洗該表面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 大多數先前之以鋁塗覆含鉻的鋼合金帶材的嘗試已經 有在塗覆爐中用還原性爐氣和低露點企圖將氧化鉻的形成 降至最低程度。因爲大多數的製造作只要可能就會用連續 式退火，所以不了解與箱內退火的差別。 本發明之預退火帶材的增進可濕性係歸因於合金元素 的氧化之控制。於塗覆之前，在具有非常低氧化可能性的 爐氣中作箱內退火，會控制住對氧有强親和力的元素如鉻 、鋁、鈦及矽之氧化化用。其之達成係藉一低的水蒸氣對 氧的比率，即是相關於非常低的露點者。本發明因此係將 合金元素置於一種易於被鋁塗浴所除去/還原的情況中。 近表面（其富集有鐵）的其它元素如鉻可被清除，而增進 可濕性。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印装 當於氫中作退火時，安全總是令人最關心的。各種安 全控制器可被用來監控退火爐內的爐氣，並提供緊急停止 或爐氣變化，如此藝中所熟知者。很重要的是注意在退火 中使用高氫含量需要一些特別的安全防範以確保它們沒有 洩漏。 於艾伯尼Η I C0N/H2®爐中使用輝面退火作業 將一系列的T4 0 9型線圈作箱內退火。在退火前，該線 圈之表面上具有一種典型的軋製乳化液。線圈在1 0 0% 的純氫中退火，目檫溫度!約8 2 5 °C ( 1 5 2 0 °C)。供 滲鋁的材料係厚0. 89毫米（0. 035吋），寬 1180毫米（46. 375吋）寬。線圈在箱內退火爐 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ A7 ___B7_ 五、發明説明（14) 中歷5 3分鐘，及在1 4 0 0 °F以上歷1 4. 5小時。可 以輕易地減少超過1 4 0 0°C的時間而仍然作出機械特性 並減少任何氫脆的機會。低於—6 0 °C ( — 7 5 °C )的露 點被使用。較低的目標溫度將仍然會提供所欲的機械特性 及增進爐中的生產性。 然後利用美國專利第4 ，6 7 5 ，2 1 4及 5 ，0 2 3 ，1 1 3號中所敎導的高氫爐氣將線圈滲鋁’ 及用習用技術作噴射精整，而提供在標準操作範圍內的胃 勻塗覆重量。本發明未限制精軋條件，且可用此藝熟知& 任何方式使預退火材料可有不同之鋁塗覆厚度。 該線圈具有非常少的氧化物圖樣，且具有極佳的機# 性質。然後使用現在的塗覆作業在滲鋁爐中處理線圈’ # 極佳的結果。滲鋁爐中保持露點低於一 1 8 °C ( 0 )。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 # 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - 1 4 9 \丄 1 3 五、發明説明（/夕） 表1 一化學 %碳 %錳 %鉻 %鎳 磁 %氣 %矽 %鋁 0.006 0.24 10.97 0.12 0.185 0.009 0.45 0.035 平衡 餘額 表2 -機械性質 ----------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 極限抗拉 强度ksi 2¾屈服 强度 ksi 拉伸 長度 洛氏 硬度B r値 奥爾遜延展 性試驗値 (OLSEN IN) 61.5 32.7 34.5 67 1.61 0.350 ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-f沒一 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 _____B7_ 五、發明説明（16) 拉伸性質係延縱長方向，且塗覆前測試。 在前述箱內退火作業中使用輝面退火爐氣，顯示預退 火之帶材提供所欲的機械性質以及改良可濕性的表面。所 有上述的鋼線圈皆被塗覆的非常好，且未塗覆處非常的少 。本發明在提供含鉻的鋼材料之退火線圈上有很大的實用 ，讓其本身在滲鋁爐中使用較低氫含量及低溫度而改良生 產力及降低操作成本。本發明的實行亦提供熱浸鋁塗覆方 法給較可濕性的表面，而帶材上不會產生未塗覆處，該熱 浸鋁塗覆方法在以前係非常難以使用的。 含鉻的合金將具有由本發明之箱內退火作業所產生的 預退火表面，當在連續熱浸程序中塗覆上鋁時，具有出乎 .意料的性質。鐵的富集或鉻的耗盡係爲增進可濕性的條件 。酸洗後的典型連績式退火提供型4 0 9不銹鋼一種約2 :1至3 : 1 (鐵：鉻）的表面比。由本發明所得到表面 (其改良對熔融鋁的濕潤性）係明顯地富集著鐵，且具有 至少5 : 1的表面比。眞正的比率係依初鉻含量及箱內退 火周期條件而變化。雖然不希望被理論所限制，本發明提 供更易於被鋁浴所濕潤的帶材表面而不需要任何其它塗覆 處理來增進可濕性。相信該改良表面係由非常乾燥的爐氣 在一光亮箱式退火爐如艾伯尼Η I C0N/H2®鐘型爐 內所造成。露點必須維持低於一 6 0 °C ( — 7 5 °F )以確 保爐氣不會氧化鋼內的鉻。 重要必須注意的是本發明（其提供一種輝面預退火的 帶材）讓塗覆爐壚氣具有還原之氫爐氣（與以前所用的高

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~~ 1Q ----------#------.訂------终 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（17) 純度氫爐氣相比起來）。此係因爲該預退火表面的情況不 需要過去的高還原性爐氣。雖然實例在塗覆作業線中使用 高純度氫爐氣，但是沒有理由不能使用其它非氧化性爐爐 氣。若維持著鐵富集之表面，則當用一來自箱內退火作業 的光亮預退火材料時，氫與氮的任何組合皆足夠的。任何 塗覆作業皆可用來與本發明之光亮箱內退火材料相結合， 且會從該改良之可濕性獲益，只要該來自預退火材料的表 面在進入塗覆浴之前未被實質上的改變過。 可對本發明作各種修正而不脫離本發明之精神與範圍 。例如可對滲鋁壚（其未構成本發明的部分）中所用的爐 氣作各種不同之修正，只要不損傷到所欲表面層的狀態。 在帶材進入塗褢浴後，可使用許多精整方法，而這些並未 對本發明構成任何限制。因此，本發明之限制應由所附的 申請專利範圍來決定。 — .— I— n I ^ 丨^_11__1 訂— 線* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 20

Claims (1)

1. 311941 厂\〔申讀蓴利範_ ^ φ- | 4 7° ' 、1 . 一蘼'對含鉻大於〇. 5 %的鋼合金帶材作連績熱 * _ ** 浸滲鋁的方法，該方法包括下列步驟： a)在溫度 675°C 至 785 °C( 5 0 °F 至 1 4 5 0 T )，於一露點低於一 6 0 °C ( — 7 5 °F )的實 質上1 0 0 %氫的爐氣中，對該帶材作箱內退火，該退火 係足以提供帶材表面具有富鐵的特徵，而具有大於3:1 (鐵：鉻）的表面比，其實質上持續在該帶材上直到滲鋁 b )在一具非氧化性氣體之滲鋁爐內，將該帶材加熱 到溫度至少爲滲鋁爐內滲鋁浴之溫度； c )於溫度等於或稍高於該滲鋁浴之溫度時，將該帶 材傅送到該滲鋁浴；及 d )對該帶材作熱浸滲鋁，以提供一鋁塗覆帶材’具 有改善之可濕性以及最少之未塗稷處的特徵。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該滲鋁爐氣 體係選自氮、氫及氮一氫，具有之露點低於一 1 8 °C ( 0 I I n n I - I I I I I 訂— — I I I I 線- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局男工消費合作社印製 如申請專利範圍第1項之方法，其中在該預退火 爐氣中的該露點係低於—6 2 °C ( — 8 0 °F ) ° 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中在該預退火 爐氣中的該露點係低.於—6 5 °C ( — 8 5 T ) ° 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該鋼合金含 有至少6 %鉻。 · 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該鋼合金含 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 21 s^l94l . i! C8 D8 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 六、 申請專利範圍 1 1 有 至 少 8 % 鉻 0 1 7 如 丰 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 > 其 中 該 鋼 合 金 含 \ \ 有 1 0 % 至 3 0 % 鉻 〇 請 1 I 先 1 8 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 5 其 中 該 鋼 合 金 含 閱 讀 1 1 有 至 少 0 1 % 金太 及 0 0 1 至 0 1 % 鋁 0 背 面 之 1 1 1 9 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 9 其 中 該 箱 內 退 火 注 意 事 1 1 係 在 一 氣 密 包 圍 的 底 盤 設 計 中 進 行 〇 項 再 A 1 1 1 0 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 5 其 中 該 箱 內 退 寫 本 頁 « 火 係 在 純 氫 中 進 行 0 1 I 1 1 • 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 其 中 該 箱 內 退 1 1 I 火 係 在 一 高 對 流 鐘 型 爐 中 進 行 0 1 1 1 2 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 其 中 該 箱 內 退 訂 1 火 係 在 一 具 有 全 金 屬 包 住 的 內 底 盤 絕 緣 之 鐘 型 爐 中 進 行 〇 1 I 1 3 — 種 供 滲 ia 的 預 退 火 肥 粒 鐵 鋼 合 金 9 其 含 有 至 1 1 I 少 0 5 % 鉻 該 鋼 金 係 在 實 質 上 純 % 輝 面 退 火 爐 氣 ( 具 1 1 線 —1 有 之 露 點 低 於 — 6 0 °c ( — 7 5 Τ ) 溫 度 約 6 7 5 °c 至 7 8 5 °C ( 1 2 5 0 °F 至 1 4 5 0 Τ ) ) 中 被 退 火 9 且 均 1 1 熱 時 間 至 少 1 小 時 9 該 預 退 火 鋼 之 特 徵 在 於 供 滲 鋁 的 表 面 1 I 層 係 爲 富 鐵 層 而 具 有 大 於 3 : 1 ( 鐵 : 絡 ) 之 表 面 比 〇 1 1 | 1 4 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 3 項 之 預 退 火 肥 粒 鐵 鋼 合 1 1 金 ， 其 中 該 鉻 含 量 係至 少 6 % 0 1 1 1 5 如 串 請 專 利 範 圍 第 1 3 項 之 預 退 火 肥 粒 鐵 鋼 合 1 1 金 9 其 中 該 鉻 含 量 係 至 少 8 0 1 | 1 6 如 丰 請 專 利 範 圍 第 1 3 項 之 預 退 火 肥 粒 鐵 鋼 合 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 22 - 〇11941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 金，其中該預退火合金含有至少〇. 1%鈦及〇. 0 1至 0 . 1 % 銘0 17. —種欲被滲銘的鋼合金帶材，含有至少〇. 5 %鉻，該鋼合金表面富鐵而具有大於3 : 1 (鐵：鉻）之 表面比（藉在露點低於一 6 0 °C ( — 7 5 °F )，實質上純 氫的爐氣中，帶材溫度約6 7 5 °C至7 8 5 °C ( 1 2 5 0 T至1 4 5 0 °F)的輝面退火爐中箱內退火而富鐵）。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項之鋼合金帶材，其中 該鋼合金含有至少8 %。 19.如申請專利範圍第17項之鋼合金帶材，其中 該鋼合金含有1 0%至3 0 %鉻。 2 0.如申請專利範圍第1 7項之鋼合金帶材，其中 該鋼合金含有至少0. 1 %鈦及0. 至〇. 1%鋁。 I ~装 訂 線~{ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）