一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板及其生产方法，所述镀层的化学成分以质量分数计为：Al 1.0～3.0%，Mg 1.0～2.0%，TiC 0.1～0.3%，其余为锌和不可避免的杂质。本镀层钢板及方法在镀液中加入TiC，由于TiC熔点达3150℃，且添加的粉料中的TiC呈不规则块状，在溶液中为弥散粒子状态，提高了镀液流动的阻力，增加镀液粘度，利于得到超厚镀层，有效的提高了镀层的耐蚀性能。采用本方法可在连续镀产线上获得超厚的锌铝镁镀层，可达600g/m2～1000g/m2，同时镀层耐蚀性能得到了大幅提高。同时镀层耐蚀性能得到了大幅提高。同时镀层耐蚀性能得到了大幅提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板及其生产方法


[0001]本专利技术属于热浸镀锌领域，尤其是一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板及其生产方法。

技术介绍

[0002]腐蚀与防护是钢铁材料服役过程中无法逃避的永恒课题。统计资料显示：全球每年的腐蚀总损失占GDP的2～4.2%，约为地震、水灾、台风等自然灾害总和的6倍，我国每年腐蚀的总损失约为GDP的5%，2000年美国因腐蚀造成的损失达到3000多亿美元。钢材在使用中每年腐蚀造成的损失约为钢材的10～20%，我国2016年钢铁总产量为8.08亿吨，年钢材腐蚀损失1～2亿吨。钢铁材料在服役过程中发生腐蚀破坏，不仅造成巨大的经济损失，而且往往还造成人员的伤亡。因此，钢铁材料的腐蚀防护问题尤为重要，其防腐技术的开发和利用从来都是金属材料学科关注的重大课题。
[0003]钢铁材料常用的腐蚀防护方法有热浸镀锌、涂装等。热镀材料中引用最广泛的是金属锌，然而随着对钢板的耐蚀性能要求越来越高，传统的纯锌镀层制品在耐蚀性能、机械性能等方面已无法满足要求，迫切需要开发一种新型锌基合金镀层产品，提高其耐蚀性。
[0004]目前提高镀层产品耐蚀性能的主要方法是在镀层中添加Al、Mg等合金元素，制备合金镀锌层。国际上已开发的耐蚀性优异的镀层产品有Zn
‑
Al、Zn
‑
Al
‑
Mg等，如Galfan（Zn
‑
5%Al
‑
RE），其耐蚀性是纯镀锌层的2～3倍；Galvalume（55%Al
‑
43.4%Zn
‑
1.6%Si），其耐蚀性可达普通纯镀锌板的2～5倍。与纯锌镀层相比，新型合金镀锌层的耐蚀性能一般可到纯锌镀层的2～5倍。
[0005]但是对于某些需要耐蚀超强的工况时，需要进一步提高镀层的耐蚀性，同时提高镀层的厚度。而超厚镀锌铝镁产品的生产属于行业的难点。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板，以有效的提升其耐蚀性；本专利技术还提供了一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板的生产方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：所述镀层的化学成分以质量分数计为：Al 1.0～3.0%，Mg 1.0～2.0%，TiC 0.1～0.3%，其余为锌和不可避免的杂质。
[0008]进一步的，所述TiC粒径＜100μm。更进一步的，所述TiC粒径呈不规格块状。
[0009]进一步的，所述镀层厚度控制为600g/m2～1000g/m2。
[0010]本专利技术方法包括热浸镀过程；所述热浸镀过程中，钢板入锌锅温度为420℃～470℃，镀液温度为420℃～450℃，镀后冷却即可得到所述的镀层钢板。
[0011]进一步的，所述钢板为冷轧钢板并在热浸镀前进行退火。
[0012]进一步的，所述镀液以锌锭、镁锭、铝锭、TiC粉料作为原料；将锌锭在500℃～550℃、惰性气氛下熔化后，依次加入镁锭、铝锭，待完全熔化后，加入TiC粉料，搅拌均匀，即可得到镀液。
[0013]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术及方法在镀液中加入TiC，由于
TiC熔点达3150℃，且添加的粉料中的TiC呈不规则块状，在溶液中为弥散粒子状态，提高了镀液流动的阻力，增加镀液粘度，利于得到超厚镀层，有效的提高了镀层的耐蚀性能。采用本专利技术方法可在连续镀产线上获得超厚的锌铝镁镀层，可达600g/m2～1000g/m2，同时镀层耐蚀性能得到了大幅提高。
附图说明
[0014]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0015]图1是本专利技术所述TiC粉料的SEM图像；图2是本专利技术实施例1所得镀层的金相图。
具体实施方式
[0016]实施例1
‑
7：本高耐蚀锌铝镁镀层钢板及其生产方法采用下述镀液和工艺。
[0017]1）所述镀液化学成分以质量分数计为：Al 1.0～3.0%，Mg 1.0～2.0%，TiC 0.1～0.3%，其余为锌和不可避免的杂质；其中TiC粒径≤100μm，TiC粒径呈不规格块状。
[0018]所述镀液的制备方法为：按上述配比准备锌锭、镁锭、铝锭、TiC粉料作为原料，TiC粉料呈不规格块状、粒径≤100μm；将锌锭放入温度为500℃～550℃的电阻炉中，炉内为氩气作为惰性气体保护气氛，待锌锭完全熔化后，依次加入镁锭、铝锭，待完全熔化后，加入TiC粉料，使用氩气进行搅拌，搅拌时间≥30min，搅匀，即可得到镀液；所述镀液也可浇铸成铸锭原料，使用时再将铸锭原料熔化为镀液。所述TiC粉料的SEM图像见图1，由图1可见，TiC粉料的粒径小于100μm，呈不规格块状，与圆球状相比，可以有效提高镀液流动阻力，提高镀液粘性。各实施例镀液及镀层的化学成分以及镀液的制备工艺见表1。
[0019]表1：各实施例镀液及镀层的化学成分以及制备工艺
[0020]2）本高耐蚀锌铝镁镀层钢板以冷轧钢板为基板，在钢板表面热浸镀镀层；所述镀层钢板的生产方法是在连续热镀锌机组生产线经退火、热浸镀和镀后冷却过程，各过程的工艺为：（A）退火过程：所述的冷轧钢板退火温度为680～750℃。
[0021]（B）热浸镀过程：钢板入锌锅温度为420℃～470℃，镀液温度为420℃～450℃，钢板在镀液中浸镀时间为1～3s；通过气刀将镀层厚度控制为600g/m2～1000g/m2。
[0022]（C）镀后冷却过程：在板面镀液产生冷凝线前快速冷却，风机开度＞90%，冷速为20℃/s～40℃/s；即可得到镀层厚度为600g/m2～1000g/m2的镀层钢板。实施例1所得镀层钢板中镀层的金相图见图2，由图2可见，所得镀层组织为大块的富锌相加析出在富锌相之间的Zn/MgZn2的二元共晶组织及Zn/Al/MgZn2的三元共晶组织，该组织具有良好的耐蚀性。上述过程中各实施例的工艺参数见表2。
[0023]表2：各实施例的工艺参数
[0024]3）对比试验：分别对上述通过实施例1
‑
7所得镀层钢板和对比例1所得镀层钢板进行中性盐雾试验；其中中性盐雾试验是按照GB/T10125
‑
2012进行的，通过该试验测量了包括热浸镀层的钢板表面出现5%红锈的时间，试验结果见表3。
[0025]所述对比例采用常规锌铝镁镀液生产低铝系锌铝镁镀层钢板，其熔化后镀液的化学成分（wt）为：Al 3%、Mg 2%，其余为Zn及其他不可避免的杂质。生产工艺为：钢板退火温度为730℃，钢板入锌锅温度为470℃，热浸镀温度为450℃，浸镀时间3秒，镀层厚度控制为200g/m2，在板面镀液产生冷凝线前快速冷却，即可得到对比例所得镀层钢板。
[0026]表3：中性盐雾试验结果
[0027]由表3可知，实施例1
‑
7所得镀层钢板中镀层的表面5%红锈时间均比对比例1有大
幅提升；由于普通锌铝镁镀液无法实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐蚀锌铝镁镀层钢板，其特征在于，所述镀层的化学成分以质量分数计为：Al 1.0～3.0%，Mg 1.0～2.0%，TiC 0.1～0.3%，其余为锌和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高耐蚀锌铝镁镀层钢板，其特征在于：所述TiC粒径＜100μm。3.根据权利要求2所述的高耐蚀锌铝镁镀层钢板，其特征在于：所述TiC粒径呈不规格块状。4.根据权利要求1、2或3所述的高耐蚀锌铝镁镀层钢板，其特征在于：所述镀层厚度控制为600g/m2～1000g/m2。5.权利要求1、2或3所述高耐蚀锌铝镁镀层钢板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，孙力，刘宏强，曹宏玮，赵秀娟，李新春，范春雷，杨士弘，梁媛媛，
申请(专利权)人：河钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：