制备覆有防腐蚀体系的扁钢产品的方法技术

本发明专利技术涉及一种方法，该方法可经济地制备高防腐蚀性的、同时可容易地加工的具有防腐蚀体系的扁钢产品。该方法包括下列步骤：－将所述钢基底在惰性气体气氛下预热至钢带温度；将所述钢基底冷却至钢带进入温度；将所述钢基底在锌浴中热浸镀覆，使得在所述钢基底上形成这样的金属防腐蚀覆层，所述金属防腐蚀覆层中的Ａｌ含量不超过０．５重量％；通过刮掉过量的覆层材料，把在熔浴中施加到所述钢基底上的所述金属防腐蚀覆层的厚度调节至每一面为３－２０μｍ的值；将所述具有金属防腐蚀覆层的钢基底冷却；以及将有机覆层施加到所述钢基底的所述金属防腐蚀覆层上。

【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，其中通 过热浸镀覆法将锌基覆层施加到钢基底(如钢带或钢板)上，然后将 有机覆层施加到锌基覆层上。为了提高耐腐蚀性，特别将金属覆层施加到钢板或钢带上，所述 金属覆层在多数情况下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，因此在实际应用时它们为按照这种 方式镀覆后的钢板提供良好的保护作用。通过施加有机覆层会进一步提高镀锌金属板的耐腐蚀性，所述有 机覆层实际上通常包含由几个层构成的涂漆体系。例如， 一种用于将这种涂漆体系施加到具有锌覆层的钢板上的方法在专利文献WO 98/24857中有所描述。根据该已知方法，首先清洗基底表面。随后， 如果需要的话，向覆层上施加有机和/或无机预处理剂。随后在按照 这种方式制得的覆层上施加所谓的底漆覆层作为增粘剂，然后在所述 底漆覆层上通过喷涂、浸涂、刮涂、辊涂、或涂布依次施加涂漆，其 中所述涂漆含有胺改性环氧树脂和适于交联的成网剂。在施加该涂漆 后，将其进行烘烤，并且如果需要的话，将可移除的或永久的薄膜置 于漆膜上，从而在运输或进一步加工的过程中保护漆膜免于损坏或形 成特定的表面性能。通过这种方法获得的优点在于就相应制备的覆 层表面而言，底漆很少或根本不显示出表面干扰性，并且不会产生粘 附问题。因此，按照这种方式镀覆的基底具有良好且均匀的表面质量， 并且具有良好的成型性、耐久性、耐化学品性、耐腐蚀性和耐候性这 些特点。在上面所阐述的现有技术中，通常需要对覆层表面进行预处理， 所述预处理的缺点不仅在于会导致相关的成本，而且尤其是这种预处 理剂通常对环境是不利的。在专利文献DE 103 00 751 Al中描述了一 种在无需特别的预处理的条件下向未处理的表面直接施加涂漆体系的可能的方法。根据该专利公开中所描述的方法，通过使用专利文献DE 103 00 751 Al中详细描述的合适的防腐蚀组合物，同时观测特定 的层厚并形成特定的挠性和粘附强度的覆层，可以在无需进一步预处 理的条件下在热镀锌板上形成厚度仅为4-8pm、且可确保高的耐腐蚀 性的覆层。然而，由于在实施这些方法中所考虑的影响因素和操作参 数的复杂性，因此这些方法被认为是费力的，并且在实际中通常占主 要地位的粗略的操作条件下只能艰难地实施。本专利技术的目的是阐明这样一种方法，该方法允许经济地制备具有 高的耐腐蚀性、同时易于进一步加工的扁钢产品。使用这样一种来实现本 专利技术的目的，其中通过热浸镀覆将锌基覆层施加到钢基底(如钢带或钢板)上，然后将有机覆层施加到所述锌基覆层上，其中这种方法包 括如下加工步骤-将所述钢基底在预热炉内在惰性气体气氛下预热至720至85(TC的钢带温度；- 将钢基底冷却至400-60(TC的钢带进入温度； -将所述钢基底在排除空气的条件下在浴温为420至50(TC的 锌浴中热浸镀覆，所述锌浴含有(重量％) 0.15%至5%的Al、 0.2%至3%的Mg、以及可任选的总量达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、以及锌和不可避免的杂质，其中钢带浸入温度与浴温之间 的差别在-2(TC至+ 10(TC的范围内变化，使得在钢基底上形成这 样的金属防腐蚀覆层，所述金属防腐蚀覆层含有(重量％)0.25% 至2.5%的Mg、 0.2%至3.0%的Al、 ^4.0%的Fe、以及可任选的 总量达0.8。/o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，并且所述金属防腐蚀覆层的中间层的Al含量最高为0.5重 量％，其中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，并且厚度至少达到防腐蚀覆层的 总厚度的20%;-通过刮掉过量的覆层材料，把在熔浴中施加到所述钢基底上 的所述金属防腐蚀覆层的厚度调节至每一面为3-20pm的值； -将具有所述金属防腐蚀覆层的钢基底冷却；以及 -将有机覆层施加到所述钢基底的所述金属防腐蚀覆层上。 根据本专利技术，以优质钢板或钢带形式存在的钢基底要经历镀覆过 程，就大规模实施的经济性而言，该过程中的加工步骤优选以连续路 线的形式进行。取决于相关的加工步骤所需的效率和时间，实际中设 定的通过速度可在60-150m/min的范围内。作为根据本专利技术的方法的一部分，首先对钢基底进行预热。预热 可在(例如)DFF (直焰炉)型预热炉或RTF (辐射型管式炉)型预 热炉中进行。为了防止钢基底的表面在加热时氧化，在惰性气体中进 行相关的退火，按照已知的方式，所述惰性气体可具有至少3.5体积 %至通常为75体积％的氢气比例。为了制备最适于随后的镀覆步骤的钢基底，取决于钢的类型，钢 带所达到的最高温度设定为720-85(TC。加热后，钢基底在排除空气的条件下进入锌浴中。例如，这可以 按照己知的方式通过下述步骤来实现通过与退火炉的内部连接的吹 管并在所述吹管的开口浸入熔浴中的条件下将基底加入到熔浴中。所述熔浴包含含有镁和铝、以及锌和通常由于生产过程而产生的 杂质的熔体。对熔体的组成进行选择，使得在钢基底上形成含有 Zn-Mg-Al-Fe的金属防腐蚀覆层。由于该金属防腐蚀覆层所含合金元 素的分布，因此，第一，其对钢基底具有最优的粘附性；第二，其具 有适于在无需进行复杂预处理的条件下直接施加有机覆层的表面组 成。同时，该覆层具有优异的可焊性，这使得根据本专利技术的扁钢产品 尤其适于点焊。通过使用根据本专利技术的方法，覆层可形成这样的层结构，在该 覆层紧邻表面的表面边界层中，表面边界层的厚度被限定成最多为覆 层的总厚度的10%，并且起始处的元素Mg和Al以富集为氧化物的 形式存在。此外Zn氧化物也存在于表面处。最外表面处富集的Al 的量最多为约1重量％。在锌合金覆层上形成的氧化物层会钝化表面，并且允许涂漆直接粘附。表面边界层越薄，按照热浸法制备的金属防腐蚀覆层的镀覆性 和可焊性越好。因此，优选对根据本专利技术用于锌浸镀的操作参数进行 设定，使得表面边界层的厚度低于金属覆层的总厚度的5%，尤其低 于1%。与表面边界层相邻的是中间层，所述中间层的厚度至少为覆层的总厚度的25%，并且所述中间层的Al含量最多为0.25重量％。在 第一与中间层相邻、第二与钢基底相邻的边界层中，Al的含量在其 与钢基底的边界处升至4.5%。在覆层的最外表面处，Mg的富集量明 显高于A1的富集量。此处所达到的Mg的比例至多为10%。然后在 中间层上Mg的比例降低，并在深度为覆层的总层厚的约25%处达到 0.5%至2%。在边界层上Mg的含量在朝着钢基底的方向上有所增加。 在与钢基底的边界处，Mg的含量至多为3.5%。中间层中较低的A1 含量确保了表面具有尤其良好的可焊性和均匀成型性，同时经合金化 而进入边界层中的Fe确保了覆层与钢基底具有尤其良好的粘附性。 由于边界层的Mg含量和Al含量高，因此确保了在低的覆层厚度的 条件下覆层也会获得优异的防腐蚀效果。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VD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备覆有防腐蚀体系的扁钢产品的方法，其中通过热浸镀覆法将锌基覆层施加到诸如钢带或钢板之类的钢基底上，然后将有机覆层施加到所述锌基覆层上，所述方法包括下述步骤：　－将所述钢基底在预热炉内在惰性气体气氛下预热至７２０至８５０℃的钢带温 度；　－将所述钢基底冷却至４００－６００℃的钢带进入温度；　－将所述钢基底在排除空气的条件下在浴温为４２０至５００℃的锌浴中热浸镀覆，所述锌浴含有（重量％）０．１５％至５％的Ａｌ、０．２％至３％的Ｍｇ、以及可任选的总量达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、以及锌和不可避免的杂质，其中钢带浸入温度与浴温之间的差别在－２０℃至＋１００℃的范围内变化，使得所述钢基底上形成这样的金属防腐蚀覆层，所述金属防腐蚀覆层含有（重量％）０．２５％至２．５％的Ｍｇ、０．２％至３．０％的Ａｌ、≤４．０％的Ｆｅ、以及可任选的总量达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，并且所述金属防腐蚀覆层的中间层的Ａｌ含量最高为０．５重量％，其中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，并且厚度至少达到所述防腐蚀覆层的总厚度的２０％；　－通过刮掉过量的覆层材料，把在所述熔 浴中施加到所述钢基底上的所述金属防腐蚀覆层的厚度调节至每一面为３－２０μｍ的值；　－将具有所述金属防腐蚀覆层的钢基底冷却；以及　－将有机覆层施加到所述钢基底的所述金属防腐蚀覆层上。...

【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：卡门奥斯瓦尔德，曼弗雷德莫伊雷尔，奥利弗本迪克，迈克尔克勒，埃里希纳布菲尔德阿诺尔德，
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]