热浸镀的钢板制造技术

本发明专利技术涉及一种具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热浸镀的钢板


[0001]本专利技术涉及一种具有锌
‑
镁
‑
铝覆层的热浸镀钢板
。

技术介绍

[0002]在钢板锌
‑
镁
‑
铝覆层的传统生产过程中，在通过吹除仍为熔融状态的覆层来调整覆层厚度期间和之后，会出现覆层的冷却并由此出现结晶
。
在此，主要形成锌晶体，其由富镁和富铝相所包围，参见
CN
[0003]110983224A。
在富锌
Zn
‑
Mg
‑
Al
熔体的凝固过程中，局部以不同程度在初级析出的锌晶粒之间
、
上方和下方形成二元
(
锌和金属间锌
‑
镁相
)
或三元
(
锌
、
铝和金属间锌
‑
镁相
)
共晶相
。
这些共晶相由金属间相和纯金属组成，也就是说，除了金属间相之外，这些共晶相还包括
(
次级
)
锌晶粒和可能的铝相
(
铝晶粒
)。
这些次级锌晶粒不能与初级析出的锌晶粒混淆，因为与初级锌晶粒相比，它们的体积要小几个数量级
。
初级锌晶粒的直径有时可能超过
30
μ
m
，而共晶相中的次级锌晶粒直径一般不超过3μ
m。
此外，这些次级相是在共晶凝固过程中析出的
。
共晶是作为最后一个相从熔体析出的
。
亚共晶相或过共晶相是指由二元相图
(
熔体共晶组成的左侧或右侧
)
的
α
‑
或
β
‑
组分包围的共晶
。Zn
‑
Mg
‑
Al
覆层的层状结构具有未覆盖整个表面
、
但分布在整个表面上的共晶相富集，这些共晶相包围锌晶粒
。
共晶和共晶相都是富镁相
。
分布在整个表面的共晶相富集平均可达
30
％
。
[0004]一般来说，在熔体中添加镁可提高耐腐蚀性，并减少成型过程中的工具磨损
。
根据现有技术，腐蚀性能的改善归因于覆层中共晶相的微观结构
。
在这种情况下，由锌相
、
锌
‑
镁
(MgZn2
和
/
或
Mg2Zn11)
相以及选择性由铝相组成的基本致密的共晶结构至关重要，这样就形成了由铝氢氧化物和镁氢氧化物组成的层状双氢氧化物，从而减缓了进一步的腐蚀过程
。
覆层上致密共晶相面积比例的增加也相应地引起了耐腐蚀性能的提高
。
根据现有技术，锌镁铝覆层更高效的成型行为尚未完全清楚，但可以认为是基于在覆层表面处形成的相的硬度特性发生了改变
。
与软的锌晶粒相比，位于共晶中的金属间锌
‑
镁
(MgZn2
和
/
或
Mg2Zn11)
相更加坚硬，因此更耐磨损
。
[0005]为了确保漆料能够成功附着在涂层钢板上，还需要对覆层表面进行化学处理和改性
。
在汽车行业中，在磷化处理过程中非常费力，以使磷酸盐晶体在通常热浸镀的覆层上覆盖生长，从而使漆料具有足够的附着力和均匀的外观
。
在结晶形成之前，热浸精制的钢板的表面会被磷化液中的磷酸“酸洗”，导致覆层表面在热浸镀层操作中不可避免地形成的非反应氧化层至少部分去除
/
脱落
。
只有当这种反应屏障
(
氧化层
)
被剥离后，才有可能成功地进行化学转化，例如，参见
DE 10 2019 204 224 A1
和
EP 2 474 649 A1。
[0006]在汽车领域，需要一定的与“酸洗”介质的接触时间，理想情况下，该接触时间应足够长，以便覆层表面的氧化层基本上完全剥除
。
否则，磷化过程中可能会出现斑点，这是由于晶体生长的局部差异造成的
。
即使是设计用于施加在金属覆层上的典型汽车增附剂，由于存在氧化层，也无法充分发挥其令人满意的效果
。
此类系统的附着性缺陷通常伴随着较差的粘合适宜性和
/
或较差的漆料附着性
。
在最糟糕的情况下，未完全酸洗去除氧化层的区
域可能会成为预期断裂点
。
这个问题不仅出现在汽车行业，也出现在使用如下的热浸镀钢板的其他行业中，该热浸镀钢板除了具有出色的耐腐蚀性能外，还具有足够的可活化表面，以便能随后涂漆和
/
或涂层其他材料
(
薄膜等
)
，例如在所谓的带材涂覆工艺中
(
卷材涂层
)。
[0007]为了克服这一缺点，需要一种热浸镀钢板，这种钢板不仅具有出色的防腐性能，而且与现有技术相比还具有更好的成型性能
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是给出一种热浸镀钢板，它具有更好的成型性能
。
[0009]利用权利要求1的特征实现这一目的
。
进一步的实施方案在从属权利要求中说明
。
[0010]热浸镀钢板包括
Zn
‑
Mg
‑
Al
覆层，其铝的含量在
0.1
至
8.0
重量％之间，镁的含量在
0.1
至
8.0
重量％之间，余量为锌和不可避免的杂质，其中覆层包括锌晶粒和由镁和
/
或铝组成的进一步的相，以及至少具有金属间锌镁相的共晶结构，其中在覆层上形成原生氧化层
。
根据本专利技术，覆层在氧化层下具有至少为
35
％的面积比例，其中平均纳米硬度至少为
4GPa。
[0011]根据本专利技术的覆层除了因添加镁而具有出色的耐腐蚀性能外，与现有技术中已知的覆层相比还具有更好的成型性能
。
当覆层表面受到机械应力时，成型工具的磨损会减少
。
磨损减少的原因可能是与现有技术相比降低的摩擦系数，而摩擦系数又与位于表面的相的硬度密切相关，因此可以认为，覆层中或者说表面处的相越硬，摩擦系数就越低，成形性能就越好
。
金属间锌
‑
镁
(MgZn2
和
/
或
Mg2Zn11)
相的硬度是软的锌晶粒或附加的镁和
/
或铝相的硬度的数倍，因此表面处或表面附近的共晶结构
(
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种具有
Zn
‑
Mg
‑
Al
覆层的热浸镀的钢板，所述
Zn
‑
Mg
‑
Al
覆层中铝含量在
0.1
至
8.0
重量％之间，镁含量在
0.1
至
8.0
重量％之间，其余为锌和不可避免的杂质，其中覆层包括锌晶粒和进一步的镁相和
/
或铝相，以及至少具有金属间锌镁相的共晶结构，其中在覆层上形成了原生氧化层，其特征在于，所述覆层在原生氧化层下具有至少为
35
％的面积比例，其中平均纳米硬度至少为
4GPa。2.
如权利要求1所述的钢板，其中所述覆层在原生氧化层下
20nm
深度具有至少
35
％的面积比例，其中平均纳米硬度至少为
3GPa。3.
如权利要求1所述的钢板，其中所述覆层在原生氧化层下
40nm
深度具有至少
35
％的面积比例，其中平均纳米硬度至少为
2.5GPa。4.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉克，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：