多层结构的镀覆钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种多用于车辆、家用电器、建筑用等材料的镀覆钢板，更具体地，涉及一种多层结构的镀覆钢板及其制造方法。

Multi-layer coated steel sheet and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层结构的镀覆钢板及其制造方法
本专利技术涉及一种多用于车辆、家用电器、建筑用等材料的镀覆钢板，更具体地，涉及一种多层结构的镀覆钢板及其制造方法。
技术介绍
以车辆材料、家用电器产品、建筑材料等用途使用的钢板产品表面为了提高耐腐蚀性和耐久性通过电镀或热浸镀覆等方式执行镀锌。相比未经处理的一般钢板产品，这种镀锌处理的产品因锌的牺牲腐蚀保护性而耐腐蚀性显著提高，因此应用于整个产业中。但是，近年来，在相关产业领域，对耐腐蚀性更优异、轻量且经济的镀覆产品的需求在增加，因此正在积极地开发与此相关的技术。并且，作为所述镀锌钢板的镀层的主要原料的锌的价格急剧上升，因此正在持续地进行通过减少锌的含量来降低镀覆量或者用其他元素代替锌的研究。首先，以往提出了一种减少镀覆钢板的镀覆量的技术，但是，镀覆量是对金属的防腐蚀和长期防锈性产生很大影响的因素，因此镀覆量越增加，产生红锈所需的时间就会越增加，从而提高耐腐蚀性。因此，由于耐腐蚀性降低的问题而无法减少镀覆量。另一方面，进行了各种使用锌与其他物质结合的合金化研究。典型的例子为，由于Zn-Mg合金镀覆表现出比镀锌(Zn)更优异的耐腐蚀性，开发出大量的诸如Zn-Mg合金或Zn-Mg-X(X＝Al、Ni、Cr、Pb、Cu等)合金的包含第三元素的多种产品。但是，Zn-Mg合金镀覆所形成的合金相(phase)均为金属间化合物Mg2Zn11、MgZn2、MgZn、Mg7Zn3等，因此具有比Zn或Mg脆(brittle)的特性，从而在钢板的加工步骤中产生多个裂纹或剥离(peel-off)，因此实际上几乎无法应用。即，相比镀纯锌，Zn-Mg合金镀覆具有坚硬且容易脆裂的特性，因此镀层在微小的变形中也会产生裂纹(crack)而容易脱落，镀覆粘附力显著降低。另外，由于Zn-Mg镀层中的Mg的活性非常高，在湿润的气氛中产品表面与水分进行反应而变黑的黑变现象的产生会降低产品的质量。用于防止所述黑变现象的努力的技术有专利文献1和2。现有技术文献(专利文献1)日本公开专利特开平9-241828号(专利文献2)日本公开专利特开2005-146340号
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的一个方面的目的在于提供一种镀层的耐腐蚀性优异、防止表面的黑变现象的抗黑变性优异、镀层的粘附力优异的Zn/Mn/Zn多层结构的镀覆钢板及其制造方法。本专利技术所要解决的技术问题并不局限于以上提及的问题，本专利技术所属
的普通技术人员可以通过以下的记载清楚地理解未提及的其它问题。(二)技术方案本专利技术的一个方面提供一种多层结构的镀覆钢板，所述镀覆钢板包含：基材钢板；第一Zn层，形成在所述基材钢板上；第二Mg层，形成在所述第一Zn层上；以及第三Zn层，形成在所述第二Mg层上，其中，所述第二Mg层为非晶相。本专利技术的另一方面提供一种多层结构的镀覆钢板的制造方法，所述镀覆钢板的制造方法包括以下步骤：准备基材钢板；在所述基材钢板上形成第一Zn层；在所述第一Zn层上形成第二Mg层；以及在所述第二Mg层上形成第三Zn层，其中，所述第二Mg层和所述第三Zn层通过真空沉积方形成，基材钢板的温度为50～120℃。(三)有益效果根据本专利技术，可以提供具有优异的耐腐蚀性的同时镀覆粘附性优异并且不会发生表面黑变现象的Zn/Mg/Zn结构的多层镀覆钢板及其制造方法。附图说明图1是示出根据本专利技术的一个实施例的Zn/Mg/Zn多层镀覆钢板的透射电子显微镜(TEM)照片。图2是拍摄根据本专利技术的一个实施例的Zn/Mg/Zn多层镀覆钢板中第二Mg层的TEM衍射图案的照片。图3的(a)和(b)分别是评价专利技术例8和比较例8的耐腐蚀性的照片。图4的(a)和(b)分别是对专利技术例8和比较例10的镀覆粘附性进行评价(OTbendingtest(OT弯曲试验))的照片。最佳实施方式下面，对本专利技术进行详细说明。在本专利技术的一个实施例中，在基材钢板表面形成第一Zn层、第二Mg层和第三Zn层的多层结构，通过控制各层的厚度，调节第三Zn层向第二Mg层内部的扩散，并且第二Mg层自身的非晶化来显著提高耐腐蚀性，防止形成结晶化的Zn-Mg合金层，从而可以确保镀覆粘附力，并且对上部Zn层进一步进行镀覆以防止黑变现象。首先，对本专利技术的多层镀覆钢板进行详细说明。如图1所示，本专利技术的多层镀覆钢板包含：第一Zn层，形成在基材钢板上；第二Mg层，形成在所述第一Zn层上；以及第三Zn层，形成在所述第二Mg层上。对所述基材钢板的种类不作特别限制，诸如热轧钢板、冷轧钢板等只要可以在本专利技术所属
中使用的钢板即可。在所述基材钢板上形成第一Zn层。所述第一Zn层可以通过热浸镀锌、电镀锌、真空沉积等方法形成，并且对所述第一Zn层的镀层的组成成分不作特别限定，可以适用一般的热浸镀锌、电镀锌、真空沉积等的镀层组成成分。所述第一Zn层的厚度优选为1～3μm。当所述第一Zn层的厚度小于1μm时，根据基础铁的粗糙度，镀覆的厚度偏差严重，从而镀覆效果可能降低。另一方面，本专利技术的多层结构的整个镀覆钢板的耐腐蚀性主要取决于第二Mg层，当第一Zn层的厚度超过3μm时，耐腐蚀性的增加效果不大，但是时间和成本增加，因此存在效率低的问题。在所述第一Zn层上形成第二Mg层，在所述第二Mg层上形成第三Zn层。优选地，分别使用纯Mg和Zn金属并通过真空沉积方法来形成所述第二Mg层和第三Zn层。所述第二Mg层内部可以是从第三Zn层扩散的Zn混合的一种固溶相(solidsolution)，随着Zn扩散，Mg结晶结构发生变化，结果第二Mg层伴随着晶格畸变(latticedistortion)而无法进行正常的结晶化(crystallization)。另外，扩散的Zn阻碍Mg晶粒的生长，最终第二Mg层生长为非晶相(amorphousphase)。对于所述第二Mg层的非晶相与否可以通过透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope，TEM)来确认。即，如图2所示，可以知道，第二Mg层不呈现衍射图案呈晶体结构的斑点(spot)形状的图案，这说明所述第二Mg层生长为非晶相。另一方面，所述第二Mg层为非晶相，在内部可以包含由Mg和扩散的Zn反应而形成的微细的Zn-Mg非晶相或纳米晶形态的Zn-Mg合金相。所述纳米晶Zn-Mg合金相具有最大几十nm的尺寸，因此，与一般的结晶化的合金相不同地，通过X射线衍射(X-raydiffraction，XRD)或TEM观察时也会显示为非晶相。即，具有在非晶相第二Mg层内所述Zn-Mg非晶相或纳米晶形态的Zn-Mg合金相占一部分的结构。所述Zn-Mg非晶相或纳米晶Zn-Mg合金相在第二Mg层内部与第二Mg层的非晶化一同在增加耐蚀性方面表现出协同效应。一般来说，与晶体相比，非晶的电阻率(resistivity)大而导电性降低，因此，不会发生电化学反应，可以更好地抵抗腐蚀反应。因此，如上所述的Zn-Mg非晶相除了非晶效果之外作为一种合金相大大有助于耐腐蚀性。另外，扩散的Zn在第二Mg层内部中在纳米单位的微小的区域中合金化而形成的纳米晶Zn-Mg合金相虽然难以期待整个镀层形成为合金相的MgxZny程度的耐腐蚀性，但是可以期待腐蚀特性至少比以纯Mg或Zn存在的镀层大大改善。Zn向所述第二Mg层的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层结构的镀覆钢板，包含：基材钢板；第一Zn层，形成在所述基材钢板上；第二Mg层，形成在所述第一Zn层上；以及第三Zn层，形成在所述第二Mg层上，其中，所述第二Mg层为非晶相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 KR 10-2016-01771981.一种多层结构的镀覆钢板，包含：基材钢板；第一Zn层，形成在所述基材钢板上；第二Mg层，形成在所述第一Zn层上；以及第三Zn层，形成在所述第二Mg层上，其中，所述第二Mg层为非晶相。2.根据权利要求1所述的多层结构的镀覆钢板，其中，所述第二Mg层包含Zn-Mg非晶相和纳米晶形态的Zn-Mg合金相中的一种以上。3.根据权利要求2所述的多层结构的镀覆钢板，其中，在所述Zn-Mg非晶相和所述纳米晶形态的Zn-Mg合金相中包含的Zn的含量为20～60重量％。4.根据权利要求1所述的多层结构的镀覆钢板，其中，所述第一Zn层的厚度为1～3μm。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高景弼，南庆勋，金兑烨，李东烈，郑勇华，郑宇城，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR