铁素体铬合金带钢连续热浸镀铝的方法技术

本文介绍连续热浸镀铝的铁素体铬合金带钢．在该带钢经预处理去除表面污染后．用氢气氛保护该带钢直至其通入熔融铝涂料金属中为止．该涂料金属很容易湿润该钢的表面而防止了在涂料层中无涂层区或针孔的产生．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连续热浸镀金属的铁基铁素体铬合金带钢，以及一种用工业纯熔融铝增加带钢表面湿润性的方法。热浸镀铝的钢对盐具有高的耐腐蚀性能，而且在汽车排气装置和燃烧设备方面获得了各种应用。近年来，汽车的已燃气体的温度升高了，同时腐蚀性也较严重。为此，已有必要用镀铝的铬合金钢代替镀铝低碳钢或镀铝低合金钢，来提高高温抗氧化性能和耐盐的腐蚀性。为了高温抗氧化和耐腐蚀，可在使用期间通过加热而使至少部分铝涂料层扩散到铁基中形成Fe-Al合金层。如果铝涂料层中有无镀层区存在，则会加速导致基体金属穿孔的腐蚀，而这种腐蚀可能是当Fe-Al合金没有连续地形成于铁基金属时发生的。大家都知道可以通过使带钢进行预处理而不用助熔剂的热浸镀金属带钢，该预处理提供了无油、无尘和无氧化铁的清洁表面，这种表面很容易被涂料金属湿润。在颁发给T.赛德齐默尔(T.Sendzimir)的美国专利2，197，622和颁发给C.A.小特纳(C.A.Turner，Jr.)的美国专利3，320，085中介绍了二种型式的碳钢流水线式的预备退火处理。制取热浸镀锌的碳钢带钢的赛德齐默尔方法包括将带钢通过一种没有气氛控制的、加热到1600°F(870℃)的氧化炉。将加热的带钢从该炉子中抽出进入空气而形成可控制的表面氧化物。然后将带钢引入含氢和氮气氛的还原炉中，带钢在炉中停留的时间足以使带钢温度至少为1350°F(732℃)，而且足以还原表面的氧化物。然后，把带钢冷却到接近锌涂料熔池的温度，而且使它通过含有纯氢或氢-氮保护性气氛的进料嘴，引到涂料池的表面层下面。普通叫做塞拉西(Selas)法，即制取热浸镀金属的碳钢带钢的特纳法包括将带钢通过一种加热到至少2200°F(1204℃)的炉子。该炉子的保护气氛没有游离的氧且至少有3%过量的可燃物。该带钢在炉中停留足够的时间以便使其温度达到至少800°F(427℃)，同时保持光亮洁净的表面。然后，将带钢引入具有氢-氮保护气氛的还原炉段，在其中带钢可以进一步冷却到接近涂料金属熔池的温度，而且经过含有氢-氮气氛的进料嘴，引到涂料池的表面层下面。颁发给C.Flinchum等人的美国专利3，925，579中介绍了一种热浸镀铝的低合金钢带钢的藉涂料金属提高湿润性的流水线予处理方法。该钢含有一种或一种以上的最高达5%铬、最高达3%铝、最高达2%硅和最高达1%钛的合金元素。在使铁氧化的气氛中，将带钢加热到1100°F(593℃)以上以形成表面的氧化物层，在能使铁的氧化物还原的条件下进一步处理带钢，从而将该表面层还原成含有均匀分布的合金元素氧化物的纯铁基体。众所周知，浸镀的铝涂料不能像锌涂料一样很容易湿润洁净过的钢表面。颁发给皮尔逊(Pierson)等人的美国专利号4，155，235公开了使氢气远离铝涂料池进口段的重要性。本专利介绍，已洁净的钢必须在它刚要导入热浸镀铝涂料以前用氮气气氛保护，以便防止出现没有涂层的点。关于铝涂料在铁素体不锈钢表面上无湿润性的问题也是众所皆知的。热浸镀的铝涂料对铁素体不锈钢基体金属的粘着性是很差的，而且在铝的涂层中通常有无涂层的或暴露的点。所谓较差的粘着指的是带钢在弯曲时涂层剥落或出现裂纹。为了克服粘着问题，有些人曾经提出热处理镀铝的不锈钢使涂料层粘结到基体金属上。其他一些人则提出轻度地重新轧制已涂层的不锈钢使之粘结铝涂层。最后，那些担心出现无涂层点的人一般都放弃了连续热浸镀。相反，他们采用了间歇式的热浸镀或喷涂法。例如，不锈钢制品制造好后，将它在铝涂料池中浸渍一段很长的时间而使其产生很厚的涂料层。没有一个人提出过一种用热浸镀铝涂料提高对铁素体铬合金钢湿润的解决办法。如果没有良好的湿润表面，则铝涂料层将不均匀，有无镀层区而且对钢基体金属粘着不牢固。我们发现了一种解决有关热浸镀铝涂料对铁素体铬合金钢的湿润问题的浸涂方法。如果使已净化的铁素体铬合金钢在进入铝涂料熔池之前，保持在保护性的氢气氛(基本上没有氮气)中，则将显著地改善湿润性。本专利技术涉及一种连续热浸镀铝的、大约含至少6%(重量)铬的铁基铁素体钢。对钢表面进行预处理，以便去除油污、灰尘、氧化物等。然后，将钢加热到至少1250°F(677℃)，然后在含有至少大约95%(体积)氢的气氛中对钢进行保护，同时使该钢保持于接近或略高于基本上由铝组成的涂料金属的熔点温度。该氢气氛提高了铁素体铬钢的润湿性能而基本上消除了在铝涂料层中的无涂层的或针孔的缺陷。本专利技术的主要目的是用涂料金属形成具有良好湿润性的热浸镀铝的铁素体铬合金钢。本专利技术的一个优点是在用铝进行热浸镀时，消除了无涂层区并提高了对铁素体铬合金基体金属的粘着力。本专利技术的另一个优点是提高了高温抗氧化性能和耐盐腐蚀性能，从而提高了用于汽车排气装置中的镀铝铁素体铬合金钢的基体金属的耐穿孔性能。根据详细介绍和附图的情况，将明显地看到本专利技术上述的和其他一些目的、性能以及优点。图1是通过体现本专利技术的普通热浸镀铝作业线处理铁基带钢的示意图。图2是表示进口嘴和涂料槽的图1热浸镀作业线的局部示意图。现参阅图1，参考号数10表示具有带钢11的钢卷，带钢在进入第一炉区15的顶部以前，先通过此，然后绕过辊子12、13和14。第一炉区15可以是直接燃烧型的，在那里引入大约5%剩余的可燃物。炉子气氛温度可以大约为2300°F(1260℃)。带钢表面的污染物诸如油污等几乎立刻被燃烧和去除掉。由号数16表示的第二炉区可以是辐射管型。可把带钢11的温度进一步加热到大约1250°F(677℃)至1750°F(954℃)，而且在点18处附近达到最高温度。还原气将送入炉区16和它后面如下所述的炉区。该气体必须是作还原用的，而且最好不仅如此，除了用于碳钢的还原外，还应使基体金属中铬的氧化减到最低。通常用号数20表示的第三炉区是冷却区。通常，号数22表示的最后炉区是最终冷却区。带钢11从炉区22出来，经过调节辊24，通过进料嘴26进入盛有熔融铝的涂料槽28中。该带钢在该涂料槽中停留的时间很短(即2-5秒)。将含有涂料金属层的带钢11从涂料槽28垂直抽出。该涂料层凝固而且已涂层的带钢绕着导向辊32通过，同时卷成带钢卷34，供贮存或作进一步加工之用。现参阅图2，进料嘴26因其下端或出口端26a浸没在铝涂料金属42的表面层44下面而受到保护，可免遭大气的影响。为了转动而适当地安装槽辊36和38和稳定辊40。用喷涂装置例如喷气修光刀30控制带钢从涂料槽抽出时留在带钢11上的涂料金属42的重量。带钢在进入涂料槽以前，在炉区20、22和进料嘴26时就被冷却到接近或略高于铝涂料金属的熔点温度。该温度可以低达1220°F(660℃)左右至高达1350°F(732℃)左右。迄今介绍的方法在本
内是众所周知的，而且该方法对两边的涂层采用喷气修光。正如那些擅长本
的人将会了解到，可以使用变更的净化带钢表面的预处理方法，例如采用湿式净化代替直接燃烧炉。此外，那些擅长本
的人将会了解到，就本专利技术来说，可以采用内含无氧化气氛的密封套进行单边热浸镀或修光。参阅图2，将详细地介绍本专利技术的情况。为了提高热浸镀铝涂料金属对含有至少大约6%(重量)铬的铁素体合金钢带钢的湿润性能，给这带钢以适当的预处理以去除灰尘、油膜和氧化物等。该带钢在使铁还原的气氛例如含有20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用涂料金属连续热浸镀的铁基铁素体带钢，包括：含有至少约６％（重量）铬的带钢，基本上由铝组成的涂料金属，在上述带钢上的涂料层基本上没有无涂层区，上述涂料层牢固地粘着到所述带钢上，而且在弯曲时能抗裂纹或抗剥落。

【技术特征摘要】
US 1986-5-20 865,238书确定。勘误表权利要求1.一种用涂料金属连续热浸镀的铁基铁素体带钢，包括含有至少约6%(重量)铬的带钢，基本上由铝组成的涂料金属，在上述带钢上的涂料层基本上没有无涂层区，上述涂料层牢固地粘着到所述带钢上，而且在弯曲时能抗裂纹或抗剥落。2.按照权利要求1所述的带钢，其中基体金属含有至少大约10%(重量)铬。3.按照权利要求2所述的带钢，其中所述基体金属基本上含有0%(重量)镍。4.按照权利要求2所述的带钢，其中所述的基体金属含有10.0%～14.5%(重量)铬、0.1%～1.0%(重量)硅和0.2%～0.5%(重量)钛。5.一种用铝连续热浸镀铁素体铬合金带钢的方法，包括以下各步骤净化铬合金带钢，加热上述已净化的带钢到至少1250°F(677℃)，保持已净化带钢于含至少约95%(体积)氢的保护性气氛中，同时保持在接近或略高于涂料金属的熔点温度，将所述已净化的带钢浸入基本上由铝组成的所述涂料金属的熔池中，以便在所述带钢的至少一个面上沉积一涂料层，该带钢的基体金属含有至少约6%(重量)铬，上述涂料层基本上没有无涂层区，而且对上述基体金属有很好的粘着力。6.按照权利要求5所述的方法，其中所述的气氛基本上是100%(体积)氢。7.按照权利要求5所述的方法，其中所述的气氛具有不超过约+40°F(+4℃)的露点而且含有不超过大约200ppm的氧。8.按照权利要求5所述的方法，其中所述的气氛包括大约100%(体积)氢、露点不超过大约+10°F(-12℃)和不超过大约40ppm氧。9.按照权利要求5所述的方法，其中所述钢的基体金属大约含有至少10%(重量)铬。10.按照权利要求9所述的方法，其中所述钢基体金属含有10.0%至14.5%(重量)铬、0.1%至1.0%(重量)硅和0.2%至0.5%钛。11.按照权利要求5所述的方法，其中所述的预处理包括一种流水线式退火，在流水线式退火中将所述的钢加热到至少大约12...

【专利技术属性】
技术研发人员：法雷尔M基尔贝恩，理查德A科尔曼，弗兰克C邓巴，艾伦F吉布森，
申请(专利权)人：阿姆科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]