[發明專利]耐腐蝕性和可加工性優異的電鍍鋼材及其制備方法

有效

• 申請號: 01800365.6
• 申請日: 2001-02-28
• 公開（公告）號: CN1362997A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發明（設計）人: 杉丸聰;田中曉;西田世紀;高橋彰;吉江淳彥;西村一實
• 申請（專利權）人: 新日本制鐵株式會社
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 龍傳紅

技術領域

本發明涉及具有提高的戶外和暴露的環境使用如結構、護墻、魚網、柵欄等所要求的耐腐蝕性和可加工性的電鍍鋼材，以及制備所述電鍍鋼材的方法，所述電鍍鋼材包括：電鍍鋼絲如用于絲網、混凝土增強纖維、吊橋索、PWS絲繩、PC絲繩、鋼索等的鋼絲；結構鋼如H型鋼、板樁等；機器部件如螺絲、螺栓、彈簧等；鋼的薄板和厚板；以及其它鋼材。

背景技術

各種電鍍鋼材，特別是各種電鍍鋼絲中，通常使用的是鍍鋅鋼絲以及耐腐蝕性比鍍鋅鋼絲更優的鍍鋅鋁合金的鋼絲，鍍鋅鋁合金的鋼絲一般通過將鋼絲按順序進行下述過程來制備，所述過程順序為：清洗、脫脂，或者其它清洗方式；熔劑處理；采用二步電鍍法或者一步電鍍法進行電鍍，所述二步電鍍法包括在主要含有鋅的鍍液中進行熱浸鍍覆的第一步和在含10％Al的Zn-Al合金鍍液中進行熱浸鍍覆的第二步，所述一步電鍍法在含10％Al的Zn-Al合金鍍液中進行；然后，在將鋼絲從鍍液中豎直取出之后，將其冷卻并且纏繞成卷材。

鍍鋅鋁合金的鋼絲的良好耐腐蝕性還可以通過增加鍍層厚度來進一步提高。確保所要求的鍍層厚度的方法之一是提高鋼絲在鍍覆操作中的速度(絲速度)，以使其高速離開鍍液，以及通過提高熔化的鍍覆合金的粘度來增加與鋼絲結合的鍍覆合金的量，然而，采用這種方法，電鍍鋼絲在與長度方向垂直的橫截面方向上的鍍層厚度由于速度快很可能變得不均勻，而且，因此，存在與鍍覆裝置有關的限制。結果，采用目前的鍍覆裝置鍍鋅或者熱浸鍍Zn-Al合金不能獲得足夠的耐腐蝕性，而且，今天對電鍍鋼絲具有更長的使用壽命的要求強烈，這一問題無法令人滿意地解決。

為解決這一問題，日本未審查專利公開號H10-226865提出了一種Zn-Al-Mg合金系的鍍液組成，其中，耐腐蝕性通過將Mg添加至鍍液中而得到提高。然而，基于該鍍液組成的鍍覆方法意味著在薄鋼板上的鍍層厚度較小，而且，當該方法應用于以用于戶外暴露使用如組織、護墻、魚網、柵欄等的鋼絲為代表的粗電鍍鋼絲時，會出現在電鍍鋼絲工作期間，裂紋在鍍層中擴展的問題，日本未審查專利公開號H7-207421公開了一種將Zn-Al-Mg合金鍍液應用于大鍍層厚度的方法。然而，當該方法應用于未經處理的鋼絲的鍍覆時，會形成一個厚Fe-Zn合金層，而且，存在Fe-Zn合金層在電鍍鋼絲工作期間開裂或剝離的問題。

發明公開

鑒于存在上述問題，本發明的目的是提供一種耐腐蝕和可加工性優異的熱浸鍍鋅合金的鋼材，特別是熱浸鍍鋅合金的鋼絲，所述電鍍鋼絲工作期間，在鍍層或者合金鍍層中不會發生開裂和剝離，以及制備所述電鍍鋼絲的方法。

通過對解決上述問題的方法進行研究，本申請人完成了本發明，本發明的要點如下：

(1)耐腐蝕性和可加工性優異的電鍍鋼材，其特征在于其在鍍層與母材鋼的界面處存在厚度為20μm或更小的合金層，所述合金層含有，以質量計，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，5％或更低的Mg，余者為Zn。

(2)耐腐蝕性和可加工性優異的電鍍鋼材，其特征在于：其在鍍層與母材鋼的界面處存在厚度為20μm或更小的合金層，所述合金層含有，以質量計，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，5％或更低的Mg，余者為Zn；位于所述合金層上面的鍍層含有，以平均質量組成計，4-20％的Al，0.8-5％Mg，2％或更低的Fe，余者為Zn。

(3)耐腐蝕性和可加工性優異的電鍍鋼材，其特征在于：在鍍層與母材鋼的界面處，存在一合金層，所述合金層包括厚度為5μm或更小，含有，以質量計，15％或更高的Fe，20％或更高的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者為Zn的內合金層；以及厚度為30μm或更低，含有，以質量計，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者為Zn的外合金層。

(4)耐腐蝕性和可加工性優異的電鍍鋼材，其特征在于：在電鍍層與母材鋼的界面處，存在一合金層，所述合金層包括厚度為5μm或更小，含有，以質量計，15％或更高的Fe，20％或更高的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者為Zn的內合金層，以及厚度為30μm或更小，含有，以質量計，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者為Zn的外合金層；而且，位于所述外合金層上面的鍍層含有，以平均質量組成計，4-20％的Al，0.8-5％的Mg，0.01-2％的Si，2％或更低的Fe，余者為Zn，并且還含有在其中彌散分布的Mg₂Si。