含有准晶体的镀覆钢板制造技术

本发明专利技术涉及一种含有准晶体的镀覆钢板，其具有钢板、和配置于该钢板表面的金属覆盖层。上述金属覆盖层的化学成分含有Mg、Zn、Al。上述金属覆盖层的金属组织包含准晶体相，上述准晶体相中含有的镁含量、锌含量和铝含量以原子％计，满足0.5≤Mg/(Zn+Al)≤0.83。而且上述准晶体相的平均当量圆直径为0.01μm～1μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种耐蚀性优良的表面处理钢板，详细地说，涉及一种含有准晶体的镀覆钢板。
技术介绍
准晶体是1982年由Daniel Shechtman先生首次发现的晶体结构，它具有正20面体(icosahedron)的原子排列。该晶体结构作为具有在通常的金属、合金中不能得到的特异的旋转对称性例如5次对称性的非周期性的晶体结构、且与以3维Penrose图案为代表的非周期性的结构等价的晶体结构而为人所知。在该新的金属原子的配置、即新的晶体结构被发现以后，具有准周期性的结构且具有特异的旋转对称性的准晶体引人注目。近年来，已经判明准晶体也可以通过晶体生长而得到，但迄今为止，准晶体的制造法一般为液体骤冷法。因此，其形状局限于粉末、箔、小片，因而利用准晶体的产品的实用例子非常少。在专利文献1和2中，公开了高强度Mg基合金及其制造方法。这些Mg基合金是使具有几十nm～几百nm左右的粒径且硬质的准晶体相在金属组织中分散析出所得到的、强度和拉伸率优良的合金。在这些专利文献1和2中，利用了准晶体是硬质的这一特性。在专利文献3中，公开了一种利用Al基准晶体的热电材料。该专利文献3利用了准晶体的热电特性优良这一特性。在专利文献4中，公开了以准晶体Al合金(Al基准晶体)为前体的耐热催化剂及其制造方法。该专利文献4利用了不具有周期性的晶体结构的准晶体脆而容易破碎的特性。这样一来，在迄今为止的专利技术中，大多使准晶体分散成微细的粒子，或者对作为微细粒子的准晶体进行固化成形。作为与这些专利技术不同种类的利用方式，在专利文献8中公开了一种含有准晶体的烹饪器具用金属涂层。在该专利文献8中，对由Al、Fe和Cr构成的耐蚀性优良的包含准晶体的合金粉末进行等离子喷镀，从而赋予烹饪器具以耐磨性、和对食盐的耐蚀性优良的涂层。如上所述，Mg基准晶体作为强度优良的材料加以利用，Al基准晶体作为强度优良的构件、热电材料、烹饪器具涂层等加以利用。但是，这些利用是受到限定的，准晶体未必可以说在许多领域加以利用。准晶体存在起因于独特的晶体结构的优良的性能。但是，其特性只有部分能够解释清楚，目前不能说是在工业上广泛加以利用的材料。本专利技术人尝试了将几乎尚未在产业上加以利用的准晶体适用于表面处理钢板的金属覆盖层，从而使耐蚀性得以提高。一般地说，在长期使用钢板时，通过实施金属覆盖、涂装处理、化学转化处理或者有机覆盖层叠等表面处理，使钢板具有一定的防蚀功能。在汽车、家电、建材等领域中使用的许多钢材主要实施金属覆盖处理。通过金属覆盖层，可以廉价地赋予基底金属(钢材)以遮蔽外部环境的阻挡防蚀效果、和比基底金属更优先地发生腐蚀而对基底金属进行防蚀的牺牲阳极防蚀作用。作为形成金属覆盖层的工业方法，有各种各样的方法。为了使金属覆盖层具有厚度，喷镀法、热浸镀法等是适当的，另外，为了形成均匀的金属覆盖层，溅射法、离子镀法、蒸镀法、电镀法等是适当的。在它们之中，热浸镀法由于可以廉价地大量生产具有金属覆盖层的钢材，因而得到了广泛使用。另外，一般地说，电镀法在析出的金属上有限制，从而在构成金属覆盖层的元素上有限制。另一方面，喷镀法、蒸镀法等利用金属的熔融、蒸发、析出、凝固反应等而形成金属覆盖层的方法从理论上说，可以形成与热浸镀法同样的金属覆盖层。但是，由于金属存在各自的熔点和沸点，因而在喷镀法、蒸镀法中，所使用的合金的化学成分和形成的金属覆盖层的化学成分容易产生背离。这样一来，能够形成具有与热浸镀浴中使用的合金的化学成分大致同等的化学成分的金属覆盖层的热浸镀法作为形成具有目标的化学成分的金属覆盖层的方法，比其它任何方法都优良。目前，市场上可以获得的通常的表面处理钢板主要为具有Zn基合金的金属覆盖层、或者Al基合金的金属覆盖层的表面处理钢板。该所谓Zn基合金的金属覆盖层，是在作为主要成分的Zn中含有少量的Al、Mg等元素的金属覆盖层，作为金属覆盖层的金属组织，除Zn相以外，还含有Al相、Mg2Zn相等。另一方面，所谓Al基合金的金属覆盖层，是在作为主要成分的Al中含有少量的Si、Fe等元素的金属覆盖层，作为金属覆盖层的金属组织，除Al相以外，还含有Si相、Fe2Al5相等。作为镀层合金成分与这些通常的表面处理钢板完全不同的镀覆钢材，本专利技术人在专利文献5～7中，公开了Mg基合金镀覆钢材。本专利技术人以这些镀覆钢材为基，而且着眼于对于提高镀层(金属覆盖层)的耐蚀性迄今为止几乎没有考虑的准晶体，就耐蚀性的进一步提高进行了研究。特别地，着眼于在金属覆盖层中分散平均当量圆直径为1μm以下的准晶体，对用于使耐蚀性令人满意地得以提高的金属组织的构成进行了研究。此外，如上所述，准晶体一般作为具有在通常的金属、合金中不能得到的特异的旋转对称性例如5次对称性的非周期性的晶体结构、且与以3维Penrose图案为代表的非周期性的结构等价的晶体结构而为人所知。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-113235号公报专利文献2：日本特开2008-69438号公报专利文献3：日本特开平08-176762号公报专利文献4：日本特开2004-267878号公报专利文献5：日本特开2008-255464号公报专利文献6：日本特开2010-248541号公报专利文献7：日本特开2011-219823号公报专利文献8：日本特公表2007-525596号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术所要解决的课题是：提供一种在建材、汽车、家电等领域使用时所要求的耐蚀性得以飞跃性地提高的镀覆钢板。特别地，本专利技术的目的在于：着眼于对于提高镀层的耐蚀性迄今为止几乎没有考虑的准晶体，弄清使耐蚀性得以最大提高的金属组织的构成，其结果是，提供一种兼备优良的耐蚀性和牺牲阳极防蚀性的镀覆钢板。具体地说，本专利技术的目的在于：对于虽然期待耐蚀性的改善、但迄今为止尚未研究过的准晶体相，弄清金属覆盖层(镀层)中优选的存在方式，而且弄清在金属覆盖层中优选生成的方法，从而使镀覆钢板的耐蚀性和牺牲阳极防蚀性得以提高。用于解决课题的手段本专利技术的要旨如下所述。(1)本专利技术的一方式涉及一种含有准晶体的镀覆钢板，其具有钢板、和配置于所述钢板表面的金属覆盖层；所述金属覆盖层的化学成分以原子％计，含有Zn：28.5％～52％、Al：0.5％～10％、Ca：0％～3.5％、Y：0％～3.5％、La：0％～3.5％、Ce：0％～3.5％、Si：0％～0.5％、Ti：0％～0.5％、Cr：0％～0.5％、Fe：0％～2％、Co：0％～0.5％、Ni：0％～0.5％、V：0％～0.5％、Nb：0％～0.5％、Cu：0％～0.5％、Sn：0％～0.5％、Mn：0％～0.2％、Sr：0％～0.5％、Sb：0％～0.5％、Pb：0％～0.5％，剩余部分包括Mg和杂质；所述金属覆盖层的金属组织含有准晶体相，所述准晶体相中含有的镁含量、锌含量和铝含量以原子％计，满足0.5≤Mg/(Zn+Al)≤0.83，所述准晶体相的平均当量圆直径为0.01μm～1μm。(2)根据上述(1)所述的含有准晶体的镀覆钢板，其中，所述金属覆盖层的所述化学成分中的钙含量、钇含量、镧含量和铈含量以原子％计，也可以满足0.3％≤Ca+Y+La+Ce≤3.5％。(3)根据上述(1)或(2)所述的含有准晶体的镀覆钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述镀覆钢板具有钢板、和配置于所述钢板表面的金属覆盖层；所述金属覆盖层的化学成分以原子％计，含有Zn：28.5％～52％、Al：0.5％～10％、Ca：0％～3.5％、Y：0％～3.5％、La：0％～3.5％、Ce：0％～3.5％、Si：0％～0.5％、Ti：0％～0.5％、Cr：0％～0.5％、Fe：0％～2％、Co：0％～0.5％、Ni：0％～0.5％、V：0％～0.5％、Nb：0％～0.5％、Cu：0％～0.5％、Sn：0％～0.5％、Mn：0％～0.2％、Sr：0％～0.5％、Sb：0％～0.5％、Pb：0％～0.5％，剩余部分包括Mg和杂质；所述金属覆盖层的金属组织包含准晶体相，所述准晶体相中含有的镁含量、锌含量和铝含量以原子％计，满足0.5≤Mg/(Zn+Al)≤0.83，所述准晶体相的平均当量圆直径为0.01μm～1μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述镀覆钢板具有钢板、和配置于所述钢板表面的金属覆盖层；所述金属覆盖层的化学成分以原子％计，含有Zn：28.5％～52％、Al：0.5％～10％、Ca：0％～3.5％、Y：0％～3.5％、La：0％～3.5％、Ce：0％～3.5％、Si：0％～0.5％、Ti：0％～0.5％、Cr：0％～0.5％、Fe：0％～2％、Co：0％～0.5％、Ni：0％～0.5％、V：0％～0.5％、Nb：0％～0.5％、Cu：0％～0.5％、Sn：0％～0.5％、Mn：0％～0.2％、Sr：0％～0.5％、Sb：0％～0.5％、Pb：0％～0.5％，剩余部分包括Mg和杂质；所述金属覆盖层的金属组织包含准晶体相，所述准晶体相中含有的镁含量、锌含量和铝含量以原子％计，满足0.5≤Mg/(Zn+Al)≤0.83，所述准晶体相的平均当量圆直径为0.01μm～1μm。2.根据权利要求1所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述金属覆盖层的所述化学成分中的钙含量、钇含量、镧含量和铈含量以原子％计，满足0.3％≤Ca+Y+La+Ce≤3.5％。3.根据权利要求1所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述金属覆盖层的所述化学成分中的硅含量、钛含量和铬含量以原子％计，满足0.005％≤Si+Ti+Cr≤0.5％。4.根据权利要求1所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述金属覆盖层的所述化学成分中的锌含量和铝含量以原子％计，满足30％≤Zn+Al≤52％。5.根据权利要求1所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：当于板厚方向和切断方向平行的断面观察所述金属覆盖层时，所述金属覆盖层的所述金属组织是包含由当量圆直径为0.2μm以下的晶粒构成的微细区域、和由当量圆直径超过0.2μm的晶粒构成的粗大区域的双峰组织；所述粗大区域包含所述准晶体相、和选自Zn相、Al相、MgZn相之中的至少1种；所述微细区域包含Mg51Zn20相、Zn相、非晶相、Mg32(Zn、Al)49相之中的至少1种；所述准晶体相的所述平均当量圆直径超过0.2μm且在1μm以下。6.根据权利要求1所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：当于板厚方向和切断方向平行的断面观察所述金属覆盖层时，所述金属覆盖层的所述金属组织是包含由当量圆直径为0.2μm以下的晶粒构成的微细区域、和由当量圆直径超过0.2μm的晶粒构成的粗大区域的双峰组织；所述粗大区域包含Zn相、Al相、MgZn相之中的至少1种；所述微细区域包含所述准晶体相、和选自Mg51Zn20相、Zn相、非晶相、Mg32(Zn、Al)49相之中的至少1种；所述准晶体相的所述平均当量圆直径为0.01μm～0.2μm。7.根据权利要求5所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述粗大区域相对于所述金属组织的面积分数为5％～50％；所述微细区域相对于所述金属组织的面积分数为50％～95％。8.根据权利要求6所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述粗大区域相对于所述金属组织的面积分数为5％～50％；所述微细区域相对于所述金属组织的面积分数为50％～95％。9.根据权利要求5所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述粗大区域中含有的所述准晶体相的面积分数相对于所述粗大区域为80％以上且低于100％；所述微细区域中含有的所述Mg51Zn20相、所述Zn相、所述非晶相以及所述Mg32(Zn、Al)49相的合计的面积分数相对于所述微细区域为80％以上且低于100％。10.根据权利要求6所述的含有准晶体的镀覆钢板，其特征在于：所述粗大区域中含有的所述Zn相、所述Al相以及所述MgZn相的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徳田公平，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP