[發(fā)明專利]鍍Mg基合金的鋼材

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880008511.0
• 申請(qǐng)日: 2008-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN101636517A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 德田公平;能勢(shì)幸一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新日本制鐵株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C2/04
• 分類號(hào): C23C2/04;C22C18/04;C22C18/00;C22C23/04;C22C18/02;C23C2/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 段承恩;田 欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有高M(jìn)g組成的合金(Mg基合金)鍍層的鍍Mg基合金的 鋼材。

背景技術(shù)

作為熱浸鍍金屬的鋼材，熱浸鍍Zn系的鋼材在汽車、建材、家電等廣 泛的領(lǐng)域被使用。從確保長(zhǎng)期的防銹效果的目的出發(fā)，一般來說高附著量 的鍍層是有效的。

這是因?yàn)閆n鍍層不但鍍層自身的腐蝕速度相對(duì)于基體鋼材來說較慢， 而且即使在基體(鋼基體)露出的地方，腐蝕電位低的Zn相對(duì)于鋼材發(fā)揮 犧牲防蝕能力的緣故。

這些耐蝕防蝕效果是通過消耗Zn而得到，因此每單位面積的Zn量越 多，就能夠保持越長(zhǎng)的期間的耐蝕防蝕效果。

另一方面，Zn附著量增多時(shí)，可加工性、焊接性等本來鋼材所需要的 特性存在劣化的傾向。因此，在Zn鍍層中，如果可能的話，要求以更少的 附著量發(fā)揮高耐蝕性。

另外，近年來Zn的資源枯竭成為問題，為了減少Zn的使用量，也要求 得到在低附著量下具有高耐蝕性的Zn鍍層。

為了利用低附著量的Zn鍍層得到充分的耐蝕性，迄今為止較多地嘗試 著向Zn鍍層中添加合金元素來提高耐蝕性。實(shí)際上，Zn-Ni系合金鍍層、 Zn-Fe系合金鍍層等以汽車用鋼板為中心被廣泛使用。Zn-Al系合金鍍層也 以建材為中心被廣泛使用。

特別是對(duì)于Zn-Al系合金鍍層，為了進(jìn)一步提高耐蝕性，開發(fā)了添加 Mg、Si的方法。例如特開2002-60978號(hào)公報(bào)所公開的耐蝕性優(yōu)異的鋼的合 金鍍層，以質(zhì)量％計(jì)，含有Al：1～50％、Mg：0.1～20％。

另外，對(duì)于特開2005-82834號(hào)公報(bào)所公開的Zn-Mg系合金鍍層，通過 合金鍍層以質(zhì)量％計(jì)含有0.05～3％的Mg，從而得到耐蝕性。在這些現(xiàn)有 技術(shù)中，鍍層的Mg含有量以質(zhì)量％計(jì)至多為20％左右。

這樣，在現(xiàn)有技術(shù)中，Mg的含有量被抑制為較低，其理由主要有三個(gè)。

第一個(gè)理由是，當(dāng)以高濃度添加Mg時(shí)，使鍍?cè)〉娜埸c(diǎn)上升的可能性變 高；并且，鍍覆后，也容易生成使可加工性劣化的金屬間化合物。

向Zn浴添加Mg時(shí)，以質(zhì)量％計(jì)，直到3％左右，可比較容易地溶解。 這是因?yàn)椋砑拥腗g形成MgZn₂(金屬間化合物)，該MgZn₂與Zn形成 共晶，使熔點(diǎn)下降。

可是，當(dāng)添加的Mg超過3％時(shí)，MgZn₂的生成量變多，從共晶組成脫 離，因此鍍?cè)〉娜埸c(diǎn)急劇上升，鍍?cè)〉恼承栽龈摺?

此外，當(dāng)Mg的添加量接近于20％時(shí)，添加的Mg變成不溶解物，渣滓 (dross)的發(fā)生量增大。Mg在鍍?cè)”砻娴脑抑幸愿邼舛染鄯e，根據(jù)氣 氛而在浴表面起火，難以進(jìn)行鍍覆。

另外，當(dāng)以10％以上的高濃度添加Mg時(shí)，金屬間化合物、合金層在凝 固后的合金鍍層中大量生成。

在合金鍍層中存在的金屬間化合物、在鋼板與鍍層的界面形成的合金 層缺乏塑性變形能力，因此當(dāng)形成為高濃度地含有Mg的鍍?cè)〗M成時(shí)，會(huì)形 成缺乏可加工性的鍍層，鍍層的裂紋、與鋼板剝離的問題變得顯著。

從上述那樣的鍍層的可形成條件、鍍層的可加工性的問題來看，迄今 為止認(rèn)為Mg的添加量以質(zhì)量％計(jì)，20％左右是極限。

Mg的含有量被抑制為較低的第二個(gè)理由是，Mg缺乏與Fe的反應(yīng)性。 Mg不與Fe形成金屬間化合物，完全不固溶Fe(例如日本金屬學(xué)會(huì)志，第59 卷第3號(hào)(1995)，p.284-289)。

另外，由于Mg容易氧化，因此Mg的氧化被膜使其與Fe的潤(rùn)濕性惡化， 從而粘附性劣化。

即使是Zn-Mg系合金鍍層或者Zn-Mg-Al系合金鍍層，由于添加的Mg 而導(dǎo)致Zn、Al的活度變小，抑制有助于鍍層與Fe的粘附性的Zn-Fe合金層、 Al-Fe合金層的形成。

其結(jié)果，在Zn-Mg系合金鍍層中，Mg的濃度越高，越難以確保粘附性， 在加工時(shí)，鍍層容易地剝離等，只能制作材料特性劣化的鍍合金的鋼材。

Mg的含有量被抑制為較低的第三個(gè)理由是，當(dāng)為高濃度地含有Mg的 鍍層組成時(shí)，認(rèn)為耐蝕性變差。

Mg在實(shí)用金屬之中最容易氧化，因此認(rèn)為即使形成了Mg濃度以質(zhì)量 ％計(jì)為50％以上的合金鍍層，也進(jìn)行氧化，耐蝕性差，缺乏實(shí)用性。