一种表面汽车面板用热镀锌钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种表面汽车面板用热镀锌钢板及其生产方法，其中所述热镀锌钢板的热镀锌镀层与基板之间包含有一层合金层，所述合金层厚度最小值为4×(HvFe/HvM/6)

【技术实现步骤摘要】
一种表面汽车面板用热镀锌钢板及其生产方法
本专利技术涉及一种表面汽车面板用热镀锌钢板及其生产方法，属于轧钢

技术介绍
热镀锌钢板通常被用于生产汽车车身面板。汽车车身对涂漆质量有很高的要求，而钢板表面的微观不平形貌对其涂装性能有极大影响。涂装漆膜对钢板表面微观不平形貌具有覆盖作用，短波长的微观不平形貌被漆膜覆盖住，不影响涂镀后的钢板表面镜面效果，而波长超过1000微米的长周期微观不平形貌则无法被漆膜完全覆盖，会恶化涂镀后的钢板表面的漆膜镜面效果，使得漆膜表面呈现出流纹图案，无法呈现镜面效果。镀锌钢板一般采用连续酸洗、连续冷轧、连续退火、镀锌、光整的生产流程。通常来说，通过调整光整工艺和光整设备，可以控制热镀锌钢板表面的微观不平形貌的波长。但是一般车身面板都会进行冲压成形，镀锌钢板在采用冲压或液压等方式变形为零件之后微观不平形貌会显著增大。其原因在于，如图1所示，在现有的热镀锌钢板中，基板1在热浸镀过程中形成Fe和Zn的相互热扩散反应的合金抑制层2(Fe-Al或Fe-Al-Zn合金层)，在合金抑制层2上形成不含Fe的Zn层3。热镀锌钢板在热浸镀之前进行连续退火处理，在基板1表面会形成氧化物4如MnO、SiO2等。这些氧化物在热浸镀过程中不会消失，会存在于基板1和合金抑制层2之间，甚至存在于基板1与Zn层3之间。因此表面氧化物4会造成合金抑制层2以及Zn层3局部出现生长不完整的问题，宏观表现为漏镀或镀层厚度异常现象，出现表面微观不平问题。另外一方面则在于在钢板变形之后，基板1表面的晶粒由于取向不同的差异出现局部变形协调冲突，造成基板1表面出现微观不平，这种基板1表面的微观不平对合金抑制层2和锌层3形成局部压应力，使得抑制层2和锌层3发生局部变形。由于抑制层2和锌层3以及基板1之间均为连续反应化合物，因此三者的局部变形协调性一致性很高，基板1的微观局部变形能够传递到锌层3表面，造成锌层3表面在变形之后出现微观不平问题。现有技术难以解决冲压变形之后微观不平形貌增大的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种表面汽车面板用热镀锌钢板及其生产方法，解决镀锌钢板在采用冲压变形之后微观不平形貌增大的技术问题。本专利技术涉及一种表面汽车面板用热镀锌钢板，其中所述热镀锌钢板的热镀锌镀层与基板之间包含有一层合金层，所述合金层厚度最小值为4×(HvFe/HvM/6)1.5微米和0.1微米之间的较大者，其中HvFe是指基板的显微硬度，而HvM是指合金层的显微硬度，所述合金层的厚度最大值是1微米。另一方面，本专利技术还涉及一种上述表面汽车面板用热镀锌钢板的生产方法，其包括：加热、粗轧、精轧、冷却、冷轧、表面处理、热处理、热镀锌和卷取，其中，所述表面处理是在钢板表面覆盖一层合金，所述合金层在热浸镀之前形成，厚度最小值为4×(HvFe/HvM/6)1.5微米和0.1微米之间的较大者，其中HvFe是指基板的显微硬度，而HvM是指合金层的显微硬度，所述合金层的厚度最大值是1微米。本专利技术详细说明本专利技术提供一种表面汽车面板用热镀锌钢板，所述热镀锌钢板的热镀锌镀层与基板之间包含有一层合金层，所述合金层厚度最小值为4×(HvFe/HvM/6)1.5微米和0.1微米之间的较大者，其中HvFe是指基板的显微硬度，而HvM是指合金层的显微硬度。根据本专利技术所述表面汽车面板用热镀锌钢板，如图2所示，热镀锌钢板中包含基板10，基板10上的Zn层20，以及基板10和Zn层20之间的合金层30。氧化物40如MnO、SiO2等以内部氧化物形式存在于基板10中。在本专利技术中，合金层30的作用在于平滑基板10在变形过程中出现的微观不平，从而消除对锌层30表面的影响，同时消除由于氧化物40造成的Zn层30表面漏镀或增厚等微观不平现象。为了达到这两方面的作用，合金层30首先需要具备一定的厚度，这是因为一方面一定厚度的合金层30能够平滑微观不平，另一方面一定厚度的合金层30才能阻碍退火过程中Si、Mn等迅速扩散到基板10表面形成氧化物。通常合金层30的厚度需要达到4×(HvFe/HvM/6)1.5微米和0.1微米之间的较大者，其中HvFe是指基板的显微硬度，而HvM是指合金层的显微硬度。当合金层厚度小于0.1微米时，往往难以克服基板10表面氧化物40对镀层质量的影响，造成镀层出现局部漏镀或减薄或增厚，使得镀层表面出现凹凸不平问题。此外，合金层与基板之间的变形作用可以用两者的硬度差异表征。合金层的硬度越高，表明合金层越不容易发生变形，因此在相同的基板表面变形条件下，需要的合金层厚度越薄。经过研究发现，当合金层厚度达到4×(HvFe/HvM/6)1.5微米时，合金层对基板微观局部变形具有良好的抑制作用。当然，合金层的厚度并不能无限增加。太厚的合金层会显著降低热浸镀锌层的结合力，造成镀锌层粘附性下降，同时合金层与锌层之间的电位差异会造成耐腐蚀性能的下降，表现为容易发生点蚀和切口腐蚀，以及部分锌层出现耐黑变能力下降等问题。因此，合金层的厚度最大值需要考虑。在保证满足表面质量的前提下，合金层厚度应当尽量减薄。根据本专利技术所述表面汽车面板用热镀锌钢板，设计合金层的厚度最大值是1微米，优选的合金层厚度最大值为0.7微米，更优选的合金层厚度最大值为0.5微米。根据本专利技术所述表面汽车面板用热镀锌钢板，为了抑制基板的微观具备变形，合金层的硬度不应小于基板的硬度。当然，如果合金层的硬度太高，在钢板冲压变形过程中合金层与基板之间会出现宏观变形无法协调的问题，冲压变形后基板与合金层之间出现破裂分离等问题。因此经过试验研究认为，合金层的显微硬度应当是基板显微硬度的1～2倍。根据本专利技术所述表面汽车面板用热镀锌钢板，对合金层金属种类的选择比较灵活，主要应当考虑合金层30在退火过程中的热氧化稳定性以及与锌液之间反应的稳定性，此外合金层金属的硬度也是考虑因素。退火过程的热氧化稳定性是指在连续退火气氛中不应当比基板10以及Si、Mn等钢中合金元素更容易发生快速氧化。锌液的温度一般不超过500℃，因此应当选择熔点温度超过500℃的材料制造合金层。同时，考虑到合金层的硬度要求。优选的，可以选择Ni、Cr、Cu、Pt、Au、W、Ti中的一种或多种金属元素。其中Ni、Cu、Au的硬度较低，可以用于铁素体组织为主的钢，而Pt、Cr硬度适中，可以用于珠光体组织为主的钢，Ti、W硬度较高，可以用于马氏体组织为主的钢。根据本专利技术所述表面汽车面板用热镀锌钢板，对合金层的空间结构应当提出一定的要求。本专利技术中并不规定合金层的具体制备工艺，但是合金层如果过于疏松，会影响到合金层对基板微观局部变形的抑制作用。本专利技术中，所述合金层的空间结构可以为柱状结构、分层结构、单晶结构、等轴晶结构等多种空间结构，如图3所示。图3A是柱状结构的示意图，合金晶粒呈柱状分布，柱状中心轴线基本垂直于基板。这种空间结构的优点在于轴向延展性能优异，可以最大程度抑制基板微观局部变形对镀锌层的影响，但是缺点在于横向性能较差，容易出现合金层剥离问题。图3B是分层结构示意图，合金沿着与基板平行方向铺展，在基板法向方向分为多个层次。该空间结构优点在于横向性能较好，不容易发生合金层剥离，也能够较好抑制腐蚀渗透，但是缺陷就是法向方向刚度较差，容易变形，因此对抑制基板微观局部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面汽车面板用热镀锌钢板，所述热镀锌钢板的热镀锌镀层与基板之间包含有一层合金层，其特征在于，所述合金层厚度最小值为4×(HvFe/HvM/6)1.5微米和0.1微米之间的较大者，其中HvFe是指基板的显微硬度，而HvM是指合金层的显微硬度，所述合金层的厚度最大值是1微米。

【技术特征摘要】
1.一种表面汽车面板用热镀锌钢板，所述热镀锌钢板的热镀锌镀层与基板之间包含有一层合金层，其特征在于，所述合金层厚度最小值为4×(HvFe/HvM/6)1.5微米和0.1微米之间的较大者，其中HvFe是指基板的显微硬度，而HvM是指合金层的显微硬度，所述合金层的厚度最大值是1微米。2.如权利要求1所述的表面汽车面板用热镀锌钢板，其特征在于，所述合金层的厚度最大值优选为0.7微米。3.如权利要求2所述的表面汽车面板用热镀锌钢板，其特征在于，所述合金层的厚度最大值更优选为0.5微米。4.如权利要求1所述的表面汽车面板用热镀锌钢板，其特征在于，所述合金层的显微硬度应当是所述基板显微硬度的1～2倍。5.如权利要求1所述的表面汽车面板用热镀锌钢板，其特征在于，所述合金层中包含Ni、Cr、Cu、Pt、Au、W或Ti中的一种或多种金属元素。6.如权利要求1所述的表面汽车面板用热镀锌钢板，其特征在于，所述合金层的空间结构可以为柱状结构、分层结构、单晶结构或等轴晶结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋光锐，王海全，刘李斌，商婷，李研，张浩，王勇围，白雪，滕华湘，尉冬，胡燕慧，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11