具有防腐蚀覆层的扁钢产品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种扁钢产品及其制备方法，其中所述扁钢产品是由钢基底（例如钢带或钢板）和施加到所述钢基底的至少一面上的锌基防腐蚀覆层形成的，所述防腐蚀覆层含有（重量％）：Ｍｇ：０．２５％至２．５％、Ａｌ：０．２％至３．０％、Ｆｅ：≤４．０％、以及可任选的总共达到０．８％的Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ和稀土元素中的一种或多种元素，余量为锌和不可避免的杂质，其中所述防腐蚀覆层的中间层的Ａｌ含量最高为０．５重量％，所述中间层在紧邻所述扁钢产品表面的表面层和邻近所述钢基底的边界层之间延伸，并且厚度为所述防腐蚀覆层的总厚度的至少２０％。本发明专利技术的扁钢产品具有高耐腐蚀性和最佳化的可焊性的优化组合，并且特别适于用作车身构造材料、通常的建筑用材料或家用器具构造材料。

【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扁钢产品，其是由钢基底(例如钢带或钢板) 和施加到所述钢基底的至少一面上的锌基防腐蚀覆层形成的。另外， 本专利技术还涉及可以制备这种扁钢产品的方法。为了提高耐腐蚀性，金属覆层被施加到钢板或钢带上，所述金属 覆层在大多数应用中是基于锌或锌合金的。由于这种锌或锌合金覆层 具有阻挡作用和阴极保护作用，因此在实际应用中它们为相应镀覆的 钢板提供良好的防腐蚀作用。然而，现有技术为达到足够的耐腐蚀性所要求的覆层厚度会引起 加工中的问题(即会引起成型和焊接时的问题)。例如，当在实际应 用中，处于高的腐蚀负荷下的凸缘被点焊时，便会出现这种情况。这 种要求特别存在于车身构造领域、通常的建筑物应用领域或家用器具 的外壳构造应用领域中。为了获得足够的焊接电流，通过这种焊接制 得的连接必须具有最小4xV7 ({=单片板厚)的点径，并且能够在没有飞溅的条件下进行焊接。镀覆有相对较厚的锌层的常规钢板存在加工问题，在这一背景下，人们已研制出高耐腐蚀性的Zn-Mg层体系或Zn-Mg-Al层体系，它们的层厚大幅度降低，并且所提供的防腐蚀性与常规的7.5pm厚的 锌覆层的防腐蚀性相当，但明显更易于加工。在专利文献EP 0 038 904 Bl中描述了一种制备这种具有增强的 耐腐蚀性、同时具有降低的覆层质量的热浸镀锌钢板的可能的方法。 根据这种现有技术，通过热浸镀覆法将含有0.2重量％的Al和0.5重 量％的Mg的锌覆层施加到钢基底上。尽管以这种方式镀覆的金属具 有改善的耐生锈性，但是在实际应用中其无法满足目前对这些板条的 耐腐蚀性的要求，尤其无法满足在车身联接凸缘领域中对耐腐蚀性的 要求。由专利文献EP 1 621 645 Al得知另外的耐腐蚀性得到增强的、具有金属保护覆层的钢板。其中所述的钢板通过常规的热镀锌法来镀覆这样的保护覆层，该覆层含有0.3重量％至2.3重量％的Mg、 0.6 重量％至2.3重量％的Al、可任选的<0.2重量％的其他活性成分，其 余为锌和不可避免的杂质。由于含有高含量的Al和Mg，因此这种 金属具有特别良好的耐腐蚀性。然而，实际试验证实即使是根据专利 文献EP 1 621 645 Al制备的板条也无法满足加工工业对于这种板条 的可焊性所提出的要求。该试验还证实，根据目前的标准，相关板条 的磷化能力是不够的。因此，本专利技术的目的在于制备这样的钢板产品，该钢板产品具有 高耐腐蚀性和最佳化的加工性的优化组合，并且特别适于用作车身构 造材料、通常的建筑用材料或家用器具构造材料。此外，本专利技术还详 细说明了制备这种扁钢产品的方法。根据本专利技术通过这样一种扁钢产品实现了与产品相关的目的， 该扁钢产品由钢基底(例如钢带或钢板)和施加到所述钢基底的至少 一面上的锌基防腐蚀覆层形成，所述覆层含有0.25重量％至2.5重量 %的Mg、 0.2重量％至3.0重量％的Al、 24.0重量％的Fe、和可任选 的总共达到0.8重量％的Pb、 Bi、 Cd、 Ti、 B、 Si、 Cu、 Ni、 Co、 Cr、 Mn、 Sn和稀土元素中的一种或多种元素，其余为锌和不可避免的杂 质，其中所述防腐蚀覆层的中间层的Al含量最高为0.5重量％，所 述中间层在紧邻所述扁钢产品表面的表面层和邻近所述钢基底的边 界层之间延伸，并且厚度达到所述防腐蚀覆层的总厚度的至少20%。 相应地，关于扁钢产品制备方法的目的得以实现，其中，防腐蚀覆层 被施加到钢基底(例如钢带或钢板)上，在该方法中，将钢基底退火， 并从退火温度开始冷却至40(TC至60(TC的钢带进入温度，在该温度 下钢基底进入熔浴并被加热至420至50(TC的浴温，其中所述熔浴含 有(重量％) 0.1%至0.4%的Al、 0.25%至2.5%的Mg、高达0.2%的 Fe，其余为锌和不可避免的杂质，钢带浸入温度和浴温之间的差别在 -20"至+ 100"内变化，使得在钢基底上形成这样的防腐蚀覆层，该 防腐蚀覆层含有(重量％) 0.25%至2.5%的Mg、 0.2%至3.0%的Al、 24.0%的Fe、和可任选的总共达到0.8%的Pb、 Bi、 Cd、 Ti、 B、 Si、Cu、 Ni、 Co、 Cr、 Mn、 Sn和稀土元素中的一种或多种元素，其余为 锌和不可避免的杂质，其中所述防腐蚀覆层的中间层的Al含量最高 为0.5重量％，所述中间层在紧邻所述扁钢产品表面的表面层和邻近 所述钢基底的边界层之间延伸，并且厚度达到所述防腐蚀覆层的总厚 度的至少20%。本专利技术基于下列认识具有Zn-Mg-Al覆层作为防腐蚀层的钢板 或钢带的总体性能(例如粘附性和可焊性)主要取决于铝在覆层中的 分布。现已惊奇地发现，如本专利技术所规定，如果根据本专利技术的具有足 够厚度的中间层(与表面邻近)中的铝含量较低，则即使覆层中的铝 含量整体上处于保证得到高的防腐蚀性的水平，其可焊性与常规形成 的钢板相比也会得到改善。根据本专利技术而相应形成的钢板在向钢基底 过渡的边界层区域中的铝浓度较高，因此尽管中间层中的铝含量较 低，但仍能保持铝在防腐蚀方面的积极效果。此外，由于根据本专利技术形成的扁钢产品的表面和中间层中的铝 含量较低，因此其特别适于磷化，使得它们可以在无需特别的额外措 施的条件下即可被施加有机漆层。在根据本专利技术的覆层中可以存在总 含量达到0.8重量％的下列元素Pb、 Bi、 Cd、 Ti、 B、 Si、 Cu、 Ni、 Co、 Cr、 Mn、 Sn和稀土元素。Pb、 Bi和Cd可以起到形成较大晶体 结构(锌华)的作用，Ti、 B、 Si起到改善成型性的作用，Cu、 Ni、 Co、 Cr、 Mn起到影响边界层反应的作用，Sn起到影响表面氧化的 作用，稀土元素(特别是镧和铈)起到改善熔体的流动行为的作用。 根据本专利技术的防腐蚀覆层中可存在的杂质包括由于热浸镀覆而从钢 基底转移到覆层中的成分，并且这些成分的含量不足以影响覆层的性 能。现已表明，使用铝含量相对较低的熔浴来进行根据本专利技术的方 法，通过合适地设定钢带浸入温度和/或浴温，甚至可直接影响根据 本专利技术所需的层结构的性质。根据本专利技术的方法获得下列结果邻近 钢基底的边界层中富集高含量的Al和Mg，而中间层中的Al含量特 别低。在浸入时钢带的温度和浴温的差别特别显著。当该差别在-20 'C至100°C、优选在-l(TC至7(TC之间变化时，可以可靠地按照目标方式来设定在中间层中存在的根据本专利技术其含量减少的Al。当中间层中的铝含量尽可能降低时，可产生特别有利的焊接性 能。因此，本专利技术的优选实施方案允许将中间层中的铝含量限定为0.25重量％。另外，当根据本专利技术的中间层的厚度达到防腐蚀覆层的总厚度 的至少25%时，本专利技术使用的层结构对于可焊性和磷化能力具有特 别积极的效果，同时仍保持覆层的良好的防腐蚀效果。这里和权利要 求书中所给出的关于防腐蚀覆层及其各层的结构方面的数据，涉及通 过GDOS测量(辉光放电光发射谱法)而确定的层的分布。例如， 在VDI-Lexikon Werkstofftechnik (Hubert GrSfen发行，VDI Verlag GmbH, Diisseldorf, 1993)中所述的GDOS测定法为一种快速测量覆 层的浓度分布的标准方法。就根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扁钢产品，其由诸如钢带或钢板之类的钢基底和施加到所述钢基底的至少一面上的锌基防腐蚀覆层形成，所述防腐蚀覆层含有（重量％）：　Ｍｇ：０．２５％至２．５％　Ａｌ：０．２％至３．０％　Ｆｅ：≤４．０％　以及可任选的总共 达到０．８％的Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｎ和稀土元素中的一种或多种元素，其余为锌和不可避免的杂质，　其中所述防腐蚀覆层的中间层的Ａｌ含量最高为０．５重量％，所述中间层在紧邻所述扁钢产品表面的表面 层和邻近所述钢基底的边界层之间延伸，并且厚度达到所述防腐蚀覆层的总厚度的至少２０％。

【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：威廉沃内基，曼弗雷德莫伊雷尔，鲁道夫舍嫩贝格，迈克尔克勒，亚历山大埃尔斯纳，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]