无锌花的镀锌钢板及其制造方法和使用的设备技术

公开一种无锌花的热浸镀锌钢板及其制造方法和设备。热浸镀锌钢板的特征是热浸镀锌层的凝固的锌晶体的平均晶体结构粒径为１０－８８微米，用放大１００Ｘ倍的显微镜观察，没有枝晶凝固的痕迹。热浸镀锌钢板的制造方法包括将钢板浸在含０．１３－０．３重量％铝的镀锌溶液浴中；空气擦拭钢板，除去过量的镀锌溶液；在经空气擦拭的钢板上喷射水或水溶液，采用在热浸镀锌温度至４１９℃范围的钢板温度作为喷射开始温度，采用在４１７－４１５℃范围的钢板温度作为喷射完成温度；使喷射的水或水溶液的液滴通过网状带高压电的电极，所述电极带有－１至－５０ｋＶ的高压电；和使经过电极的液滴结合在钢板表面，所述液滴因而用作熔融锌的凝固核。本发明专利技术的热浸镀锌钢板具有优良的耐腐蚀性、抗发黑性、耐油污性、表面摩擦系数和表面外观，可以用作各种材料，如汽车车体的内板和外板、家用电器和建筑材料以及涂漆用的钢板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无锌花(spangle)的热浸镀锌钢板，及其制造方法和制造设备。 更具体地，本专利技术涉及具有以下优良性质和良好表面外观的无锌花的热浸镀锌 钢板及其制造方法和设备，所述优良性质为耐腐蚀性、耐油污性和抗发黑性 (blackening resistance)。
技术介绍
热浸镀锌(HDG)钢板在制造方面与电涂相比具有一些优点，并且产品的成 本低，因此，近来这种钢板的用途扩展到家用电器和机动车辆的更广的领域。 然而，尽管热浸镀锌钢板的成本低，但这种钢板的表面质量与电镀锌(EG)钢板 相比较差，因此，不能广泛用于图像清晰度(DOI)或涂漆后良好的外观是很重要 因素的应用中，如机动车辆或家用电器的外板。此外，热浸镀锌钢板与电镀锌 钢板相比存在耐腐蚀性、抗发黑性和耐油污性差的问题和缺点。因此，依据它们扩展的用途，与电镀锌钢板相比，要求热浸镀锌钢板具有 优良的品质特性并结合良好的表面外观，特别是，需要改进其比电镀锌钢板差 的表面外观，耐油污性和抗发黑性。热浸镀锌钢板与电镀锌钢板相比存在的缺陷是表面外观、耐腐蚀性、耐油 污性和抗发黑性差，产生这些缺陷的原因是镀层形成时的反应和热浸镀锌钢板 的制造工艺。在电镀锌中，镀层是由细晶粒组成。而通过热浸镀锌获得的镀层 是由大晶粒构成。结果，在晶粒边界之间存在差异。B卩，通过电镀锌获得的镀 层是由大小为数口至几十口的细结晶体构成，而热浸镀锌钢板的镀层容易出现 独特的镀层结构(coatingtexture)外貌，称作锌花或者锌花图案，并且市售的热 浸镀锌钢板的镀层结构的结构区尺寸一般大于500 □。出现这种粗锌花的原因是锌凝固反应的特性。即，当锌凝固时，以树枝状 的枝晶从作为凝固初期的起点的凝固核迅速生长，形成镀层结构的骨架结构， 之后，保留在枝晶之间的未凝固的熔融锌池凝固，这样使凝固反应完成。艮卩， 可以说，锌花的尺寸取决于镀层结构的骨架尺寸，而镀层结构是在凝固初期确定的。此外，当枝晶生长时，因为它们在消耗其周围的熔融锌的同时凝固，枝 晶的区域中间凸出，而池区域凹陷，因而造成镀层不均匀的厚度，即，在镀层 表面出现小丘和凹陷。此外，在熔融锌凝固时，锌花的特征和形式依据锌的六方晶结构是以何种 方式结晶排列在钢板的表面而变化。换句话说， 一层热浸镀锌层由各种形式的 锌晶体(锌花)组成，因此表现为锌的六方晶结构根据镀层的各个区域以不同的角度排列。通常，已知平行于钢板表面的锌基面(basalplane)的晶体取向产生最 优良的耐腐蚀性、抗发黑性和化学稳定性，但是很难使所有的锌花都具有所需 的基面。因此， 一块热浸镀锌钢板上的每一锌花具有露出表面的锌的不同晶面，并 且由于晶体取向的不均匀性，化学活性依据各区域而不同，据信，这会导致与 具有均匀表面结构的电镀锌(EG)钢板相比，热浸镀锌钢板的耐腐蚀性、耐油污 性和抗发黑性差。同时，通常在腐蚀状态，晶粒外部、晶粒边界具有高的电化学势，因而在 进行腐蚀时用作阳极，而晶粒内部用作阴极。阳极的区域与阴极区域相比相对 较小，局部发生腐蚀并迅速扩展。在热浸镀锌工艺中，进行光整冷轧(skin-pass rolling),以通过确保机械性能 和抑制锌花露出来改善表面外观时，如晶体结构不均匀性以及出现粗的镀层结 构之类的负面影响更为突出。即，每个锌花显示由冷轧造成的不同程度的形变， 结果，晶体结构的不均匀性造成的负面影响会变得更严重。此外，由于粗镀层 结构显示更明显的树枝形状，根据镀层的各区域有明显不平整的表面轮廓。结 果，在光整冷轧后突出的区域发生进一步的机械变形，导致与各区域的不同质 量相关的严重问题。为了解决上述因锌花产生的缺点并为了获得与电镀锌钢板相当的质量，必 须尽最大可能使锌花成为微小粒子。为此，已经提出各种减小锌花尺寸的方法。例如，提出了以下方法(1)使用未加入锑(Sb)或铅(Pb)的镀锌浴的方法， (2)在完成镀覆后进行光整冷轧的方法，和(3)就在锌镀层凝固之前即刻喷射水 或水溶液的方法。然而，镀覆方法(1)和(3)可能减小锌花的尺寸，但是要将锌花尺寸减少到等 于电镀的水平还存在困难，原因是锌的凝固速率高。以下，将具体说明其原因。第一个原因是基于熔融锌的凝固性质。S卩，钢板的厚度约为0.4-2.3 mm， 而热浸镀锌层的厚度通常约为7-10口，最大不超过50 □，与钢板相比是很薄的。因此，当镀层被冷却凝固时，镀层凝固需要一定的时间，因为钢板内包含 大量的潜热。此时，枝晶在钢板的表面方向上生长。因此，即使结合了方法l 和方法3，仍可能出现尺寸约为0.5-1 mm的锌花，对这种几乎没有锌花且足以 用于所需应用的尺寸已受到钢板用户的关注。对要求良好的表面外观的用户，必须完全除去锌花的痕迹。为此，这种钢 板可以通过增加方法(2)中光整冷轧的量来制造。在此，镀层是通过光整冷轧压 碎的，导致消除表面的不均匀性如锌花，因而可以在一定程度上达到与电镀的 材料类似的表面质量。然而，由于镀层受到机械力发生形变，较多的光整冷轧 导致差的抗发黑性、耐油污性和耐腐蚀性，因此，钢板存在储存期短的问题。作为通过控制镀层的凝固反应来减小锌花尺寸的方法，有一种方法是通过 以相对高压猛烈喷射水溶液使镀层凝固，或者在镀层凝固时喷射细粉碎的锌 粉。但是，高压喷射很可能因喷射的水溶液的液滴的撞击在熔融态的锌镀层上 而产生凹痕，导致外观受损。此外，喷射锌粉存在如因锌粉散落车间内而造成 环境污染和锌粉粘结到各辊上但没有完全固定在辊上而引起钢板上凹痕缺陷 之类的问题。对与无锌花的热浸镀锌钢板和其制造方法相关的技术，可参见日本专利公 开公报No. 1999-100653, 1985-181260和1982-108254，韩国专利公开公报No. 2001-57547以及EP 1348773 Al，这些文献揭示了锌花尺寸为10-100 口的镀锌钢 板。但是，并没有关于无枝晶凝固的痕迹的热浸镀锌钢板、对镀层中铝含量的 控制以及对镀层中小丘和凹陷间的高度差的控制方面的内容。此外，韩国专利 公开公报No. 61451和美国专利No. 4,500,561揭示一种使热浸镀锌钢带上的锌 花尺寸最小的方法，该方法是，形成电场，使液滴从该电场通过，但没有提到 有关将带电的电极制成网形的内容。
技术实现思路
技术问题因此，鉴于上述问题，作出了本专利技术，本专利技术的目的是提供具有优良的耐 腐蚀性、耐油污性和抗发黑性并具有良好的表面外观的热浸镀锌钢板。本专利技术的另一个目的是提供一种无锌花的热浸镀锌钢板，这种钢板可以用 作用于汽车车体的内板和外板、家用电器和建筑材料的材料以及涂漆用的钢 板。本专利技术又一个目的是提供制造具有优良的耐腐蚀性、耐油污性和抗发黑性并具有良好的表面外观的热浸镀锌钢板的方法。本专利技术的另一个目的是提供用于制造具有优良的耐腐蚀性、耐油污性和抗 发黑性并具有良好的表面外观的热浸镀锌钢板的热浸镀锌的设备。技术解决方案根据本专利技术的一个方面，通过提供具有以下特性的热浸镀锌钢板而达到上 述和其它目的，所述特性是，热浸镀锌层中凝固的锌晶体的平均晶体结构的粒 径为10-88口，在放大IOOX倍的显微镜下观察，没有枝晶的凝固痕迹。根据本专利技术的另一个方面，提供一种热浸镀锌钢板，其中，热浸镀锌层中凝固的锌晶体的平均晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热浸镀锌钢板，其中，热浸镀锌层的凝固的锌晶体的平均晶体结构粒径为１０－８８□，用放大１００Ｘ倍的显微镜观察，没有枝晶凝固的痕迹。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相宪，赵雷夏，秦荣述，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]