[發明專利]一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201010276600.2
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102400076A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 李鋒;呂家舜;楊洪剛
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C23C2/08
• 分類號: C23C2/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及連續帶鋼熱浸鍍技術領域，特別涉及一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法。

背景技術

燃油箱用鋼板是對耐蝕性要求較高，不僅要求耐外部大氣腐蝕，而且還要求耐燃油箱內部的燃料和水分腐蝕。

傳統汽車燃油箱鋼板材料是鍍鉛錫合金鋼板，這是一種熱浸鍍或電鍍Pb-8％Sn合金的表面處理鋼板，一般國際上稱Terne板，這是由于含Pb鍍層鋼板具有良好的焊接性、耐蝕性、潤滑性(沖壓成形性)和涂裝性能。但是近年來，隨著人們環保意識的增強，無鉛化的要求也越來越高，各種含鉛的材料相繼被各國立法禁止使用。

為了適應新的環保法規，替代鍍鉛錫合金鋼板的材料開發有了很大的進展，世界上各大鋼鐵公司都在競相開發各種汽車燃油箱用無鉛鋼板材料。熱鍍鋅鋼板雖然成本較低且耐蝕性能較好，但是對于燃油箱內部燃油的耐蝕性來說，鋅并不是很好的材料，鋅會被含水或劣化汽油腐蝕而產生易于堵塞燃油過濾器的白銹。另外，鋅鍍層中的鋅易于玷污Cu電極，因此焊接性能較差。新開發的其它品種鍍層鋼板，如：熱浸鍍Al鋼板、熱浸鍍Zn-Sn鋼板、電鍍Zn-Ni鋼板、在熱浸鍍Zn層上鍍Ni的雙層鍍鋼板，預涂層合金化熱浸鍍Zn鋼板和預涂層電鍍Zn-Ni鋼板等，已在汽車制造廠實際使用。其中熱鍍Sn-Zn合金鋼板目前是無鉛鍍層燃油箱鋼板的一個主流，同時具有優良的耐腐蝕性能和沖壓性能(摩擦系數較小)。

電鍍Sn-Zn生產成本高，且電鍍后還需要對鍍層進行軟熔處理才能達到理想的耐蝕性能。熱浸鍍Sn-Zn合金需要采鋼板表面預鍍鎳然后再進行熱浸鍍，才能避免因錫浸潤性差而造成的漏鍍，獲得理想的耐蝕性，如WO2005080635A1和US2009047542A1，增加了工序及成本。JP2003268520A在熱浸鍍時還需要采用ZnCl₂、NH₄Cl作為助鍍劑，存在污染環境的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，該鋼板具有理想的鍍層結構，且易于制造，成本較低。

一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，其特征在于，鍍層的化學組成按重量百分比為：Zn7％～12％，RE?0.002％～0.2％，余量為Sn和不可避免的雜質。鍍層由富Sn枝晶和SnZn共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0.1mm。采用與鍍層化學組成相同的錫鋅合金液進行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為240～600℃，采用不小于10℃/s的冷卻速度冷卻。也可以在錫鋅合金液加入重量百分比為不大于5％的Al。所述的RE可以是混合稀土，也可以是鈰系稀土或鑭系稀土。

鍍層中Zn含量低于7％時，鍍層不具有鋅的電化學保護作用；Zn含量高于12％時，鍍層的耐蝕性下降。

鍍層中RE含量低于0.002％時，無法在不進行預鍍處理的情況下避免針孔漏鍍的發生；鍍層中RE含量高于0.2％時，RE改善浸潤性的作用達到飽和，且鍍層表面易黑化。

鍍層理想的物相為富Sn枝晶和SnZn共晶，在加入Al的情況下，還可能出現SnAl共晶及AlZn共晶，如出現富Zn相或Fe系金屬間化合物會引起耐蝕性的惡化，富Sn枝晶晶粒尺寸大于0.1mm時，鍍層成形后易出現裂紋。錫鋅合金液的溫度低于240℃時，鍍液的粘度大，流動性不好，不能得到平整的鍍層；錫鋅合金液的溫度高于600℃時，鍍液的粘度小，不能得到較厚的鍍層，且保持鍍液溫度需要的能量消耗增加。鍍層冷卻速度低于10℃/s時，鍍層枝晶粗大，成形性較差。在鍍液中加入鋁可以進一步抑制Fe系金屬間化合物的出現，Al含量高于5％時，抑制Fe系金屬間化合物的作用不再增加，鍍層中出現Al枝晶組織，降低了鍍層的成形性能。

本發明提供的一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，具有理想的鍍層結構及耐蝕性、成形性、可焊性和涂漆性，不需要使用污染環境的Cl化物作為助鍍劑，不需要閃鍍鎳預處理，易于制造，成本較低。

具體實施方式

在連續熱浸鍍生產線上制造，基板可以是未退火的鋼板，也可以是退火后的鋼板，基板在N₂、H₂混合氣體保護下進行熱處理后，在N₂、H₂混合氣保護下進入鍍鍋進行熱浸鍍。

實施例1：