经涂覆的金属基材及制造方法技术

经涂覆的金属基材及制备方法。本发明专利技术涉及经涂覆的金属基材，其包括至少：一个氧化物层，这样的层顶部上直接为中间涂层，所述中间涂层包含Fe、Ni、Cr和Ti，其中Ti的量大于或等于5重量％，并且其中满足以下方程式：8重量％<Cr+Ti<40重量％，余量为Fe和Ni，这样的中间涂层顶部上直接为作为抗腐蚀金属涂层的涂层。

Coated metal substrate and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经涂覆的金属基材及制造方法本专利技术涉及经涂覆的金属基材及其制造方法。经涂覆的金属基材特别适合于机动车辆的制造。钢板通常覆盖有金属涂层，所述金属涂层的组成根据钢板的最终用途而不同。例如，该涂层可以为锌、铝、镁或其合金，可以包括一个或更多个层，并且可以使用本领域技术人员已知的不同涂覆技术(例如，如真空沉积法、热浸涂或电沉积)来施加。通常，通过热浸涂来沉积金属涂层，由此该工艺通常包括以下步骤：–在惰性或还原性气氛下在钢板通过炉时对其进行退火以限制板表面的氧化；–在板通过液态的金属浴或金属合金浴时对其进行热浸涂，使得当板离开浴时，其涂覆有金属/金属合金；–在板离开液体浴之后，通过在表面上喷射气体来擦拭金属/金属合金层以保证该层的厚度均匀且规则。在退火步骤期间，在钢板进入金属浴(在本文的以下部分中，术语“金属浴”和“金属层”还用于指任何金属合金浴和相应的金属合金层)之前，通常将板在直焰式或辐射管式退火炉中加热。然而，尽管采取了大量措施(例如控制惰性气氛)，但是使用这些炉来加热钢板仍可能导致在表面上形成金属氧化物，所述金属氧化物妨碍液体金属在钢板表面上的适当润湿性并且在板表面上引起未经涂覆的区域的出现。当钢的组成包括显著量的易被氧化的元素(例如Si、Mn、Al、Cr、B、P等)时尤其会遇到这种问题。例如，包含0.2重量％Mn、0.02重量％Si和5ppmB的IF(Interstitial-Free，无间隙)钢由于存在B而已遭受这些润湿性问题，B快速扩散至板的表面并使Mn、B和Si的混合氧化物以连续膜的形式沉淀，从而导致差的润湿。更一般地，在所有高强度钢中也遇到由液体金属引起的差润湿的风险，因为它们包含比铁更易于氧化的这些元素中的至少一者，所述高强度钢为例如双相钢(DualPhasesteel)、TRIP(相变诱发塑性(TransformationInducedPlasticity))钢、TWIP(孪生诱发塑性(TWinning-InducedPlasticity))钢、电工钢等。对于双相钢，Mn的量通常小于3重量％，并且Cr、Si或Al的添加量通常小于1重量％。对于TRIP钢，与最大2重量％的Si或Al联合，Mn的量通常小于2重量％。对于TWIP钢，与Al或Si(最大3重量％)组合，Mn的量可以高达25重量％。还可以通过电沉积来施加金属涂层。通常，在电沉积工艺之前，钢板必须经历酸洗步骤以除去表面上存在的金属氧化物。事实上，为了使电解工艺有效，介质必须一定为导体，如果待涂覆钢板的表面上存在金属氧化物，则不是这种情况。此外，金属氧化物的存在可能影响涂覆沉积并因此导致涂层的粘附和品质问题(显微组织、密度等)。还可以通过真空沉积来施加金属涂层。除了其他方面之外，根据用于形成气相的方式而进行不同类型的真空沉积的区分。如果气相由化学反应或分子分解产生，则该工艺称为CVD或化学气相沉积。另一方面，如果该气相通过纯物理现象(例如热蒸镀或离子溅射)产生，则该工艺为物理气相沉积或PVD。PVD沉积工艺包括溅射、离子注入和真空蒸镀。然而，通常，无论所使用的真空沉积技术如何，都需要准备表面使得待涂覆的钢板的表面没有金属氧化物，以保证金属涂层的适当粘附并由此防止涂层层离的问题。无论所使用的涂覆方法如何，在涂覆之前钢带的表面状态都是最终涂层的品质的重要因素。待涂覆的钢板的表面上存在金属氧化物妨碍待施加的涂层的适当粘附，并且可能产生其中最终产品上没有涂层的区域或者与涂层层离有关的问题。这些金属氧化物可能在钢板表面上以连续膜的形式或者以不连续点的形式存在。金属氧化物还可能在工艺的不同步骤期间形成，并且其组成根据制成所讨论的板的钢的级别而不同。这种类型的氧化物包括，例如铁氧化物FeOx、Fe3O4、Fe2O3和铁氢氧化物；铝氧化物Al2O3和铝氢氧化物；硅氧化物(SiOx)；以及混合氧化物MnSixOy、AlSixOy或MnBxOy。除去这些金属氧化物需要进行另外的过程步骤，即酸洗。在本说明书的剩余部分中，酸洗意指导致除去由下面的金属层的氧化而形成的金属氧化物使得该金属层显现在表面上的任何方法，与例如擦亮法相比，虽然擦亮法是除去金属氧化物的工艺，但是其仅旨在除去金属氧化物的表面层而不使下面的金属层暴露。这种金属氧化物的除去可以例如通过经由磁控管粉碎(也称为蚀刻)的真空酸洗来实现。还可以通过使带材经过一个或更多个连续的强酸(例如盐酸或硫酸)浴来对其进行酸洗。最后，可以通过机械作用例如通过使用其中金属氧化物被除去的喷丸工艺来除去所有或部分金属氧化物层。然而，这些方法总是难以控制并且难以实现工业规模。一种已知的表面处理允许避免除去存在于金属基材上的氧化物层。实际上，专利申请WO2015/150850公开了一种基材，其包括复数个层，其中至少一者包含金属氧化物，并且顶部上直接为金属涂层，所述金属涂层包含至少8重量％的镍和至少10重量％的铬，其余为铁、由制造过程产生的另外的元素和杂质，该金属涂层本身顶部上直接为抗腐蚀涂层。例如，该金属涂层为包含16重量％至18重量％的Cr和10重量％至14重量％的Ni、余量为Fe的316不锈钢。该金属涂层改善了后续涂层在基材上的粘附，并且不需要用于消除存在于表面上的氧化物的步骤。然而，这种包括在金属基材上添加包含镍、铬和铁的金属涂层的表面处理是唯一已知的表面处理，并因此是在市场上可获得的不需要用于消除存在于基材表面上的氧化物的步骤的表面处理。因此，本专利技术的目的是提供另一种表面处理方法，所述方法使得可以改善后续涂层在基材上的粘附，并且不需要用于消除存在于表面上的氧化物的步骤等。该目的通过提供根据权利要求1所述的经涂覆的金属基材来实现。所述方法还可以包括根据权利要求2至19所述的特征。该目的还通过提供根据权利要求20所述的用于制造经涂覆的金属基材的方法来实现。所述方法还可以包括根据权利要求21至24所述的特征。最后，通过提供根据权利要求25所述的经涂覆的金属基材的用途来实现目的。根据本专利技术的以下详细描述，本专利技术的其他特征和优点将变得明显。为了说明本专利技术，将特别地参照以下附图对非限制性实施例的多个实施方案和试验进行描述：图1是本专利技术的第一实施方案中的基材的示意图。图2是本专利技术的第二实施方案中的基材的示意图。图3是本专利技术的第三实施方案中的基材的示意图。在所有的图中，所表示的层的厚度仅用于说明的目的，并且不可以被视为是不同层按比例的表示。将定义以下术语：-所有的百分比(％)均以重量定义。名称“钢”或“钢板”包括所有已知级别的钢，并且可以为例如以下级别中的一者：HSS(高强度钢，通常为450MPa至900MPa)或AHSS(先进高强度钢，通常大于900MPa)、包含大量可氧化元素的钢：-无间隙元素的钢(IF-无间隙)，其可以包含高达0.1重量％的Ti；-双相钢，例如DP500钢直至DP1200钢，其可以包含与高达1重量％的Si、Cr和/或Al联合的高达3重量％的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经涂覆的金属基材，包括至少：一个氧化物层，这样的层顶部上直接为中间涂层，所述中间涂层包含Fe、Ni、Cr和Ti，其中Ti的量大于或等于5重量％，并且其中满足以下方程式：8重量％<Cr+Ti<40重量％，余量为Fe和Ni，这样的中间涂层顶部上直接为作为抗腐蚀金属涂层的涂层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 IB PCT/IB2017/0006681.一种经涂覆的金属基材，包括至少：一个氧化物层，这样的层顶部上直接为中间涂层，所述中间涂层包含Fe、Ni、Cr和Ti，其中Ti的量大于或等于5重量％，并且其中满足以下方程式：8重量％<Cr+Ti<40重量％，余量为Fe和Ni，这样的中间涂层顶部上直接为作为抗腐蚀金属涂层的涂层。


2.根据权利要求1所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含15重量％至42重量％的Ni。


3.根据权利要求2所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含22重量％至40重量％的Ni。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含25重量％至30重量％的Ni。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含10重量％至60重量％的铁。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含30重量％至60重量％的铁。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含5重量％至30重量％的Ti。


8.根据权利要求7所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含5重量％至20重量％的Ti。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含5重量％至30重量％的Cr。


10.根据权利要求9所述的经涂覆的金属基材，其中所述中间涂层包含5重量％至20重量％的Cr。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的经涂覆的金属基材，所述中间涂层的厚度为1nm至100nm。


12.根据权利要求11所述的经涂覆的金属基材，所述中间涂层的厚度为1nm至50nm。


13.根据权利要求12所述的经涂覆的金属基材，所述中间涂层的厚度为1nm至20nm。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的经涂覆的金属基材，其中所述金属基材直接涂覆有抗腐蚀层，这样的抗腐蚀层顶部上直接为所述氧化物层。


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【专利技术属性】
技术研发人员：亚采克·戈尼亚科夫斯基，蒂·哈·灵·莱，克洛迪娜·诺格拉，雅克·朱皮耶，雷米·拉扎里，让米歇尔·马泰涅，阿列克谢·科利佐夫，雷米·卡瓦洛蒂，丹尼尔·沙莱，卢切·加乌亚，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，法国国家科研中心，索邦大学，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU