[發明專利]一種鋅鎂或鋅鋁鎂鍍層鋼板生產方法及其鋅鋁鎂鍍層鋼板

有效

• 申請號: 201010205272.7
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN102284405A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 呂家舜;李鋒;楊洪剛
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B05D1/12
• 分類號: B05D1/12;B05D1/38;B05D7/14;B05C9/14;C21D9/52
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技術領域

本發明屬于熱鍍及噴涂技術領域，特別涉及一種鋅鎂或鋅鋁鎂鍍層鋼板生產方法及其鋅鋁鎂鍍層鋼板。

背景技術

鍍鋅鎂合金鍍層鋼板，其鍍層成分以鋅為主，同時添加一定量的鋁、鎂及少量的硅，由于鎂的加入，改變了鍍層的相組成，同時也改變了鍍層的腐蝕機理及腐蝕產物。加速腐蝕試驗表明，鍍鋅鋁鎂鋼板的耐腐蝕、防紅銹性能是普通熱浸鍍鋅鋼板的15倍，熱浸鍍鋅鋁合金鋼板的5-8倍，具有卓越的加工性能明亮的外觀，廣泛應用于建筑、五金、汽車、家電等領域。

正是由于鋁、鎂等合金元素的加入，使得鍍層與鋼基體的化學反應、粘附力，鍍層在熱鍍完成后的冷卻過程中的凝固過程，凝固后各相的形態、分布都發生了根本性的變化，因此其熱浸鍍工藝的復雜與困難程度都大大增加了，表現在鍍液流動性的增加使得鋼板表面出現鋅流波痕，獲得較厚鍍層的難度加大甚至不可能；鋁元素的加入提高了鍍層的耐蝕性能，但同時惡化了加工性能；硅元素的加入，與鎂元素一起作用，提高了耐腐蝕性能、加工性能，但同時使得表面缺陷增加。

鋅鋁鎂鍍層在冷彎的過程中鍍層出現開裂現象，裂紋貫穿整個鍍層，直達鋼板表面。這些裂紋的存在，嚴重影響了鋅鋁鎂鍍層鋼板的耐腐蝕性能。

如何在保證高的耐腐蝕性能的同時得到優良的加工性能、表面質量是當前熱鍍領域研究的熱點問題。

同時也有人研究用熱鍍合金鍍層以外的其他方法來獲得耐蝕性、加工性、表面質量良好的鋅鋁鎂鍍層鋼板，主要有：

物理氣相沉積+熱處理：利用物理氣相沉積的方法在鍍鋅板表面沉積一層鎂或者鎂合金，爾后利用熱處理使得鋅鍍層與沉積的鎂之間發生擴散反應，獲得耐蝕性加工性表面質量良好的鍍鋅鋁鎂鋼板，該方法的主要問題在于物理氣相沉積鎂或鎂合金的難度較大，不易實現。

電鍍+熱處理：利用電鍍的方法在鍍鋅板表面沉積一層鎂或者鎂合金，然后利用熱處理來進行擴散退火處理，獲得鋅鋁鎂鍍層鋼板。該方法的問題在于難以找到一種穩定的電鍍體系來獲得良好鍍層。

電鍍：利用電鍍的方法直接在冷軋鋼板表面鍍一層鋅鋁鎂合金，此方法的問題在合金電鍍的鍍液難以選擇，難以找到一種穩定的體系獲得優良的鍍層。

此外還有人在研究用熱噴涂的方法直接制備鋅鋁鎂涂層，但由于鋅鋁鎂合金極易氧化，獲得的涂層孔隙率較高，難以保證防腐蝕性能。

發明內容

針對上述問題，本發明所要解決的技術問題是提供了一種實用高效的、易于工業化的鋅鎂或鋅鋁鎂鍍層鋼板生產方法及鋅鋁鎂鍍層鋼板。

技術方案具體如下：

在連續生產線上，對鍍鋅鋼板在室溫下進行冷噴涂鎂或鎂合金粉末，接著在連續退火爐中還原保護氣氛下進行熱處理，加熱溫度為200-500℃，加熱后立即對鍍層進行冷卻至室溫，得到耐蝕性、加工性、表面質量良好的鋅鎂或鋅鋁鎂鍍層鋼板；

所用鍍鋅鋼板可以是熱鍍鋅鋼板，也可以是電鍍鋅鋼板，對鋼板的要求主要是具有較為新鮮的表面，也就是說帶鋼在鍍鋅后不應放置太長時間，立即進行冷噴涂處理，否則將影響后期擴散退火熱處理的效果。

鋼板的冷噴涂處理設備采用的是超音速冷氣動力噴涂設備，該設備采用高壓氣體為動力，在鎂或鎂合金顆粒熔點以下將其加速到超音速狀態，噴涂于鍍鋅鋼板表面，得到鍍鋅板表面的鎂或鎂合金涂層；所用高壓氣體可以是壓縮空氣，也可以是氮氣、氬氣、氦氣或其混合氣體，氣體壓力要求為1-10MPa，低于1MPa不能滿足冷噴涂的要求，高于10個MPa對設備的要求較高。涂層厚度依要求通過調整鋼帶運行速度及送粉量確定。噴涂所用鎂或鎂合金粉末的直徑為10納米至10微米，鍍層厚度較小時，選擇直徑較小的粉末，鍍層要求較厚時，選擇直徑較大的粉末。

鎂合金粉末的成分可以依據對鋅鋁鎂鍍層鋼板的使用要求的不同而選擇，鋁元素的比例可以在0％～40％的較大范圍內調整，這樣就能夠滿足不同腐蝕使用環境對于鋅鋁鎂鍍層鋼板的不同性能要求。

鋼板在噴涂后進行熱處理，加熱方式可以是感應加熱，也可以是輻射加熱；加熱的溫度控制在200-500℃范圍內，加熱溫度過高，容易使鍍層熔化而向下流淌，加熱溫度過低鍍層與涂層之間的擴散不易進行，得不到防腐蝕性能優良的鋅鋁鎂鍍層鋼板。

加熱后立即對鍍層以15-30度/秒的速度冷卻至室溫，鍍層在加熱冷卻的過程中完成鍍層與基體之間的擴散，形成了具有特定相組成的鍍層鋼板：由表面至鋼板鎂元素含量依次降低，提高了鍍層的耐蝕性能；且由于加熱時間較短，合金層沒有增厚，得到的鍍層鋼板韌性較好；與鋼板結合部分的鍍層以純鋅為主，保證了鍍層鋼板的加工性能。