具有热浸镀锌合金镀层的钢片及其制备方法技术

提供有热浸镀锌合金镀层的钢带，其中在熔融锌合金镀液中进行钢带的镀覆，该锌合金由以下成分组成：０．３－２．３重量％镁；０．６－２．３重量％铝；可选＜０．２重量％的一种或多种附加元素；不可避免的杂质；余量是锌；其中该锌合金镀层具有３－１２μｍ的厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及提供有热浸镀锌合金镀层的钢带和在钢带上热浸镀锌合金镀层的方法，其中在熔融锌合金镀液中进行钢带的镀覆。提供具有锌镀层的钢带是众所周知的，特别是用于汽车和建筑应用。为了以廉价的方式在钢带上获得薄的锌层，常见的做法是通过热浸镀锌来镀覆钢带，其中带材通过熔融锌镀液。熔融锌附着在钢上，并且当带材离开镀液时，大多数情况下通常采用气刀从带材上去除多余的锌以获得薄的镀层。在该领域内已知，向镀液中添加一定的化学元素以提高锌镀层的品质和/或改良镀覆钢带的工艺。常选用铝和镁元素。欧洲专利0 594 520提出使用1-3.5重量％的镁和0.5-1.5重量％的铝，同时加入0.0010-0.0060重量％的硅。添加如此少量的硅以提高已发现包括不存在锌的区域(裸点)的锌镀层品质。然而，该专利唯一的实施例中提及锌镀覆的钢，其中镀层的组成为2.55重量％镁，0.93重量％铝，60ppm硅，余量是锌和不可避免的杂质。本专利技术的目的是提供能具有提高性能的锌合金镀覆的钢带及其制备方法。本专利技术的另一个目的是提供具有相同或更高性能的同时比已知镀覆钢带生产更为廉价的锌合金镀覆的钢带。本专利技术的又一个目的是提供具有更好抗腐蚀性同时保持或甚至提高镀覆钢带的其它性能的锌合金镀覆的钢带。本专利技术的再一个目的是提供在锌镀液中具有较少浮渣形成的方法。根据本专利技术，使用提供有热浸镀锌合金镀层的钢带实现了一个或多个这些目的，其特征在于锌合金由以下成分组成0.3-2.3重量％镁；0.6-2.3重量％铝；可选的，＜0.2重量％的一种或多种附加元素；不可避免的杂质；余量是锌；其中锌合金镀层具有3-12μm厚度。已发现高镁含量导致在锌镀液上形成过多的氧化物浮渣并且产生脆性镀层。因此，限制镁含量最大值为2.3重量％。为了具有足够高的抗腐蚀性，最小含量0.3重量％的镁是必需的；镁的添加提高了镀覆带材的抗腐蚀性。0.3-2.3重量％镁含量足够高可以获得抗红锈且远高于常规镀锌带材的腐蚀保护。添加铝以减少镀液中的浮渣形成。与镁结合其还可以提高镀覆带材的抗腐蚀性。而且，铝提高了镀覆带材的可成形性，这意味着例如当带材弯曲时，带材上的镀层具有良好的粘附性。由于增加的铝含量将恶化可焊性，因此限制铝含量最大值为2.3重量％。能以小于0.2重量％少量添加的可选元素是Pb或Sb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Ni、Zr或Bi。通常添加Pb、Sn、Bi和Sb以形成锌花(spangle)。对于通常的应用，这些少量的附加元素对镀层和镀液的性能均没有任何显著程度的改变。根据本专利技术锌合金镀覆钢带的又一个优点是磨损行为优于常规镀锌带材的磨损行为。由于已发现较厚镀层对于大多数应用并非必要，因此限制锌合金镀层厚度为3-12μm。与常规镀锌镀层相比，已发现根据本专利技术的锌合金镀层的抗腐蚀性已提高到至多12μm的厚度便足以满足几乎所有的用途的程度。此外，已发现对于激光焊接具有根据本专利技术镀层的两块薄钢板且重叠薄板之间没有衬垫物(spacer)时，镀层应优选是薄的以获得好的焊接。根据优选的实施方案，锌合金镀层具有3-10μm的厚度。考虑到根据本专利技术锌合金镀层获得的抗腐蚀性，这对于汽车应用是优选的厚度范围。根据又一个优选实施方案，锌合金镀层具有3-8μm的厚度。当无衬垫物的产生改良激光焊缝重要的时候，该厚度是优选的。更优选的，锌合金镀层具有3-7μm的厚度。已发现使用根据本专利技术的带镀层钢在无衬垫物情况下制成的激光焊缝优于使用常规的镀锌镀覆材料产生的激光焊缝。当然，考虑到锌合金的用量，较薄的镀层也比较厚的镀层更廉价。优选的，当锌合金镀层中存在一种或多种附加元素时，每种元素的含量＜0.02重量％，优选每种含量＜0.01重量％。由于与镁和铝的添加相比，附加元素不会显著改变抗腐蚀性，而且附加元素使得镀覆钢带更贵。通常仅添加附加元素以阻止用于热浸镀锌的熔融锌合金镀液中形成浮渣，或者在镀层中形成锌花。因此，保持附加元素的含量尽可能的低。根据优选的实施方案，锌合金层中的硅含量低于0.0010重量％。在欧洲专利0 594 520提及的组成中，添加硅以防止锌合金层中的裸点。意外地，专利技术人已经发现对于EP 0 594 520实施例中提及的较低的铝和镁含量，向锌合金添加硅以防止锌合金中的裸点。由于当必须添加硅时难以将硅含量保持在10-60ppm，特别是因为硅作为杂质存在，因此这是有利的。根据优选的实施方案，钢带提供有热浸镀锌合金镀层，其中锌合金含有1.6-2.3重量％镁和1.6-2.3重量％铝。这是优选的实施方案，因为在这些值下镀层的抗腐蚀性最大，而且腐蚀保护不受小的组成变化的影响。高于2.3重量％的镁和铝时，镀层变得相当昂贵而且镀层可能变脆，并且镀层的表面品质可能下降。另一方面，钢带的又一优选实施方案提供有热浸镀锌合金的镀层，其中锌合金含有0.6-1.3重量％镁和/或0.3-1.3重量％铝。具有这些较少量的铝和镁，无需对常规热浸镀锌镀液及其装置进行大的改动，而0.3到1.3重量％的镁含量可显著提高抗腐蚀性。通常，对于这些量的镁必须添加多于0.5重量％铝以阻止在镀液中形成比常规镀液中更多的氧化物浮渣；浮渣可能在镀层中导致缺陷。对于对表面品质和提高抗腐蚀性具有高要求的应用，具有这些镁和铝含量的镀层是最为适合的。优选的，锌合金含有0.8-1.2重量％铝和/或0.8-1.2重量％镁。与常规热浸镀锌相比，这些量的镁和铝适宜以有限的额外成本提供具有高抗腐蚀性、优异表面品质、优异可成形性、和良好可焊接性的镀层。根据优选的实施方案，为钢带提供热浸镀锌合金镀层，其中以重量％计的铝含量与以重量％计的镁含量加或减最大值为0.3重量％的量相同。已发现，当铝含量等于或几乎等于镁含量时，可在相当大的程度上抑制镀液中形成的浮渣。本专利技术还涉及对钢带进行热浸镀锌合金镀层的方法，其中在熔融锌合金镀液中进行钢带的镀覆，其中锌合金由以下成分组成0.3-2.3重量％镁；0.5-2.3重量％铝；少于0.0010重量％的硅；可选的＜0.2重量％的一种或多种附加元素；不可避免的杂质；余量是锌。使用这种方法，可以利用常规热浸镀锌设备生产上述的钢带。通常，镀层中的铝含量略高于镀液中的铝含量。当讨论根据本专利技术的钢带时，提及该方法的优点。根据优选的方法，如上文对于钢带所讨论的，锌合金镀液含有1.5-2.3重量％镁和1.5-2.3重量％铝。根据又一优选的方法，如上文所讨论的，锌合金镀液含有0.6-1.3重量％铝和/或0.3-1.3重量％镁。优选的，如上文所讨论的，锌合金镀液含有0.7-1.2重量％铝和/或0.7-1.2重量％镁。根据方法的优选实施方案，熔融锌镀液的温度保持在380℃-550℃，优选在420℃-480℃。纯锌的熔点是419℃，而含3.2％Al和3.3％Mg的锌的熔化温度约337℃，因此为了避免局部凝固，380℃是合理的下限。为了避免任何凝固，440℃的下限是绝对安全的。提高锌镀液温度会增加锌的蒸发，并导致镀锌生产线上形成灰尘，这会引起表面缺陷。因此上限应适当低，为此550℃是合理的，且优选480℃作为技术上可行的上限。进入熔融锌合金镀液之前钢带的温度优选为380℃-850℃，更优选在熔融锌合金镀液温度和高于镀液温度25℃之间。为了避免锌镀液的局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
提供有热浸镀锌合金镀层的钢带，其特征在于该锌合金由以下成分组成：　　　　０．３－２．３重量％镁；　　　　０．６－２．３重量％铝；　　　　可选＜０．２重量％的一种或多种附加元素；　　　　不可避免的杂质；　　　　余量是锌；　　　　其中锌合金镀层具有３－１２μｍ的厚度。

【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：TFJ马尔曼，R布勒克尔，MJ弗洛特，
申请(专利权)人：克里斯塔尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]