[發明專利]具有優異的耐腐蝕性和外表面的熱浸鋅合金鍍覆鋼板及其制造方法

在審

• 申請號: 201380039077.3
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN104487606A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 吳旻錫;秦榮述;金相憲;金洙永;柳鳳桓
• 申請（專利權）人: POSCO公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C23C2/16
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 蘇萌;鐘守期

技術領域

本發明涉及一種廣泛用于汽車、家用電器、建筑材料等中的熱浸鋅合金鍍覆鋼板及其制造方法。

背景技術

通過陰極方式(cathodic?way)抑制鐵的腐蝕的鍍鋅法具有優異的抗腐蝕效果和經濟可行性，從而廣泛用于制備具有良好的抗腐蝕特性的鋼材料。特別地，通過將鋼材料浸漬在熔融鋅中而形成鍍層的熱浸鋅鍍覆鋼板與電鍍鋅鋼板相比具有更簡單的制造過程和更低的產品價格，因此，其在許多各種不同的工業例如汽車工業、電器工業和建筑工業中的需求日益增加。

鍍鋅的熱浸鋅鍍覆鋼板具有犧牲腐蝕保護(sacrificial?corrosion?protection)特性，其中鋼板的腐蝕被鋅抑制，鋅具有比鐵更低的氧化還原電勢(oxidation-reduction?potential)，當暴露于腐蝕環境時，鐵比鋅更快地被腐蝕，除此之外，由于鍍層的鋅被氧化而在鋼板的表面上形成致密的腐蝕產物以使鋼材與氧化環境隔離，所以鍍鋅的熱浸鋅鍍覆鋼板增強了鋼板的耐腐蝕性，。

然而，由于工業活動的增加，空氣污染和其他環境污染的惡化已日益嚴重，且有關節約資源和能源的規定已更加嚴格，因此，開發與現有的鋅鍍覆鋼板相比具有改善的優異耐腐蝕性的鋼材料的需求日益增加。

關于這一點，通過向鍍鋅浴中加入諸如鋁(Al)和鎂(Mg)等元素來制造鋅合金基鍍覆鋼板的研究已經進行，以改善鋼板的耐腐蝕性。

典型的鋅合金基鍍覆材料包括[Zn-55重量％Al-1.6重量％Si]鍍覆鋼板，然而，在這種情況下，由于高Al含量，鍍層的犧牲腐蝕保護能力可能不確定地降低，因此，優先地在直接暴露于腐蝕環境中的母料(parent?material)的某些區域例如切割面和彎曲部分中引起腐蝕。

另外，在熱鍍浴中Al含量高達50重量％或更高的情況下，熱鍍浴的溫度需要維持在600℃或更高，因此，由于母料鋼板的腐蝕，熱鍍浴中Fe合金基浮渣的產生就成為一個嚴重的問題，因此，存在的缺點是熱鍍的可加工性降低，且設備的壽命可能縮短，這是因為在熱鍍浴內的設備(例如沉沒輥(sink?roll))的腐蝕可能加快。

鑒于以上情況，已積極地對在Zn-Al基熱鍍浴中含有Mg的Zn-Al-Mg合金鍍覆材料進行研究，以提高切割面區域和加工部分的耐腐蝕性，同時降低熱鍍浴中的Al含量。

例如，專利文獻1公開了一種用于制造熱熔鋅合金基鍍覆鋼板的方法，所述熱熔鋅合金基鍍覆鋼板使用含有3至17重量％的Al和1至5重量％的Mg的熱鍍浴制備，而專利文獻2至4公開了一種熱鍍技術，其通過在具有上述相同組成的熱鍍浴中混合各種添加元素或通過控制制造條件來改善耐腐蝕性和制造特性。

然而，Mg輕于Zn(其為熱鍍組成中的主要元素)，且具有高氧化限度，因此，大量的Mg可在熱熔處理過程中浮于熱鍍浴的上面，且漂浮的Mg在暴露于熱鍍浴表面上的空氣中后會導致氧化反應，從而產生大量浮渣。在熱鍍過程中，這種現象可通過附著于鋼材料(浸漬在熱鍍浴中)上的浮渣而導致浮渣缺陷，因此損害在鋼材料上形成的鍍層表面或妨礙熱鍍加工。

因此，需要抑制由于Mg氧化而產生的浮渣，且目前已提出有關抑制的技術。

例如，專利文獻5公開了一種防止熱鍍浴組分氧化并提高可加工性的方法，當制備包含0.06至0.25重量％的Al和0.2至3.0重量％的Mg的Zn-Al-Mg合金基鍍覆鋼板時，以0.001至0.01重量％的量添加一種或多種類型的Ca、Be和Li。然而，在這項技術中，添加元素的加入量非常小，證明添加元素的效率很困難，并且這項技術僅適于在熱鍍浴內形成大量的Mg可氧化浮渣的合金組合物，這是因為Al含量非常低，其在0.25重量％或更低的水平上。

關于另一技術，專利文獻6公開了一種抑制浮渣產生的方法，當制備包含1至4重量％的Al和2至20重量％的Mg的Zn-Al-Mg合金基鍍覆鋼板時，添加0.01至0.1重量％的Ti和0.01至2.0重量％的Na。然而，Ti的熔點為1668℃，與熱鍍浴的溫度相比非常高，且Na的比重為0.96g/cm³，與7.13g/cm³(Zn的比重)相比非常低，實際上，向熱鍍浴中添加這些元素相當復雜。

同時，除了防止熱鍍浴中的Mg氧化的目的之外，有時為了提高熱鍍材料的耐腐蝕性也添加微量元素。