一种复合镀层钢及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合镀层钢及其制备方法，属于涂镀技术领域，本发明专利技术实施例提供的一种复合镀层钢，其特征在于，所述镀层钢包括钢基体、中间层和镀层，所述中间层位于所述钢基体和所述镀层之间，所述中间层的组分包括合金，所述合金包括如下至少一种：镍合金、铜合金、锡合金，所述中间层厚度为10‑200nm；所述中间层的组分还包括所述合金与微粒的混合物，所述微粒包括如下至少一种：TiC、SiC；本发明专利技术提供的复合镀层钢同时具备以下效果：具有优异的防腐蚀性能、镀层表面缺陷率低、镀层抗剥离强度高。

A composite coated steel and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种复合镀层钢及其制备方法
本专利技术属于涂镀
，具体涉及一种复合镀层钢及其制备方法。
技术介绍
镀层钢，是指在钢基体表面涂镀有防腐镀层的钢，包括镀锌钢、镀锌铝钢、镀铝硅钢等。虽然镀层钢具有防腐蚀性能，但实际应用中存在如下技术问题：(1)防腐蚀性能不足，难以满足高耐蚀性钢的要求；(2)由于钢板基体表面缺陷，或涂镀过程会对钢板基体产生损伤，从而对镀层表面质量产生严重影响；(3)镀层与钢基体易剥离。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的复合镀层钢及其制备方法。本专利技术实施例提供一种复合镀层钢，所述镀层钢包括钢基体、中间层和镀层，所述中间层位于所述钢基体和所述镀层之间，所述中间层的组分包括合金，所述合金包括如下至少一种：镍合金、铜合金、锡合金，所述微粒包括如下至少一种：TiC、SiC。进一步优选的，所述中间层厚度为10-200nm。进一步优选的，所述中间层的层数≥1。进一步优选的，所述微粒的粒径为0.005-0.1um，且不超过中间层厚度的二分之一。进一步优选的，所述镀层总厚度≤100um，且≥1um。进一步优选的，所述镀层包括如下至少一种：镀锌层、镀锌铝层、镀铝硅层、镀锌铝镁层、镀铝锌层。进一步优选的，所述钢基体包括如下至少一种：热轧酸洗钢板或钢带、冷轧钢板或钢带。进一步优选的，按重量百分比计，所述钢基体的化学成分如下：0.002-0.2％C，0.01-1％Si，0.05-5％Mn，0.008-0.05％S、0.008-0.02％P、0.03-3％Al，其余为Fe和不可避免的杂质元素。基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供一种复合镀层钢的制备方法，所述方法包括：将所述钢基体进行表面处理；向所述表面处理后的钢基体上表面涂覆含所述组分的中间层，获得含中间层钢；向所述含中间层钢的中间层上表面涂镀镀层，获得复合镀层钢。进一步优选的，所述涂镀方式为热浸镀，所述热浸镀温度为400-700℃。进一步优选的，所述表面处理包括如下至少一种：表面除铁、表面除油、表面除氧化皮。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例提供的复合镀层钢，同时具备以下效果：具有优异的防腐蚀性能、镀层表面缺陷率低、镀层抗剥离强度高；本申请中，防腐蚀性采用GB/T20854规定的循环腐蚀试验进行测试，测得在镀层总厚度仅为24um的基础上，刻痕的最大腐蚀宽度低至0.5mm；镀层表面缺陷率采用图像识别进行测试，测得镀层表面缺陷面积＜钢板总面积×1％。镀层抗剥离强度试验标准为ASTMB571中规定的弯曲试验，测得裂纹的最长长度低至0um。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实验例3中实施例和对比例的镀层剥离量与中间层厚度的关系图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，原理如下：本申请提供一种复合镀层钢，所述镀层钢包括钢基体、中间层和镀层，所述中间层位于所述钢基体和所述镀层之间，所述中间层的组分包括合金，所述合金包括如下至少一种：镍合金、铜合金、锡合金；所述微粒包括如下至少一种：TiC、SiC。本申请中，所述中间层厚度为10-200nm。本申请中，所述中间层的层数≥1。本申请中，所述中间层的组分还包括所述合金与微粒的混合物，。本申请中，所述微粒的粒径为0.005-0.1um，且不超过中间层厚度的二分之一。本申请中，所述镀层总厚度≤100um，且≥1um。本申请中，所述镀层包括如下至少一种：镀锌层、镀锌铝层、镀铝硅层、镀锌铝镁层、镀铝锌层。本申请中，所述钢基体包括如下至少一种：热轧酸洗钢板或钢带、冷轧钢板或钢带。本申请中，按重量百分比计，所述钢基体的化学成分如下：0.002-0.2％C，0.01-1％Si，0.05-5％Mn，0.008-0.05％S、0.008-0.02％P、0.03-3％Al，其余为Fe和不可避免的杂质元素。基于同一专利技术构思，本申请还提供一种复合镀层钢的制备方法，所述方法包括：将所述钢基体进行表面处理；向所述表面处理后的钢基体上表面涂覆含所述组分的中间层，获得含中间层钢；向所述含中间层钢的中间层上表面涂镀镀层，获得复合镀层钢。本申请中，所述涂镀方式为热浸镀，所述热浸镀温度为400-700℃。本申请中，所述表面处理包括如下至少一种：表面除铁、表面除氧化皮。本专利技术实施例提供的复合镀层钢的中间层厚度为10-200纳米。中间层的作用体现在三个方面：(1)中间层能削弱钢板表面对镀层质量的影响。如前所述，钢板表面缺陷往往会严重恶化镀层质量，而具有一定厚度的中间层能够在一定程度上掩盖了钢板表面缺陷的影响。这是由于，表面缺陷对热浸镀镀层的影响最明显体现在影响热浸镀镀层的凝固形核速率，钢板表面厚度方向不足1微米的局部微小缺陷就能显著改变局部的镀层形核速率，这是由于形核半径往往为百纳米级别。这种厚度方向不足1微米的微小缺陷无法在钢板生产中予以避免。在这种厚度方向不足1微米的微小表面缺陷表面采用预处理工艺覆盖一层中间层，形成物缺陷的中间层表面，在后续热浸镀过程中能极大减少热浸镀镀层表面缺陷。在此应用环境中，中间层的厚度应当比较厚，应当达到缺陷厚度方向的五分之一，才能屏蔽缺陷对热浸镀镀层的影响。(2)中间层能减少热浸镀过程中对钢板的损伤。如前所述，热浸镀铝锌时，高含量的铝元素对钢基体具有明显的侵蚀作用，通常的处理方法是在其中加入其它合金元素如硅等予以控制，但是添加合金元素会使得镀层的微观结构更加复杂，析出更多脆性相，恶化镀层加工性能。如果在钢板表面预先覆盖一层耐高温铝元素侵蚀的中间层，如覆盖一层锡合金，由于铝和锡高温下也是形成固溶体，不会发生剧烈反应侵蚀，而锡和锌之间也是形成固溶体。在此应用中，中间层的厚度需要控制在50纳米到200纳米之间，这是由于如果中间层厚度过厚，中间层本身的性能会显著影响热浸镀镀层的整体特性，例如恶化热浸镀镀层的韧性，在变形时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合镀层钢，其特征在于，所述镀层钢包括钢基体、中间层和镀层，所述中间层位于所述钢基体和所述镀层之间，所述中间层的组分包括合金，所述合金包括如下至少一种：镍合金、铜合金、锡合金，所述中间层厚度为10-200nm；所述中间层的组分还包括所述合金与微粒的混合物，所述微粒包括如下至少一种：TiC、SiC。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合镀层钢，其特征在于，所述镀层钢包括钢基体、中间层和镀层，所述中间层位于所述钢基体和所述镀层之间，所述中间层的组分包括合金，所述合金包括如下至少一种：镍合金、铜合金、锡合金，所述中间层厚度为10-200nm；所述中间层的组分还包括所述合金与微粒的混合物，所述微粒包括如下至少一种：TiC、SiC。


2.根据权利要求1所述的一种复合镀层钢，其特征在于，所述中间层的层数≥1。


3.根据权利要求1所述的一种复合镀层钢，其特征在于，所述微粒的粒径为0.005-0.1um。


4.根据权利要求1所述的一种复合镀层钢，其特征在于，所述镀层总厚度≤100um，且≥1um。


5.根据权利要求1所述的一种复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋光锐，滕华湘，章军，朱国森，刘李斌，韩赟，李飞，胡燕慧，白雪，徐德超，李研，尉冬，
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