[發明專利]涂覆有基于鋁的金屬涂層的鋼板

在審

• 申請號: 201680044116.2
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107849673A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·阿勒利;蒂亞戈·馬沙多阿莫里姆;約斯特·德斯特里克;克麗斯塔·戈德列韋·奧斯卡·萬登貝格
• 申請（專利權）人: 安賽樂米塔爾公司
• 主分類號: C23C2/00
• 分類號: C23C2/00;C23C2/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 鄭斌,彭鯤鵬

本發明涉及涂覆有金屬涂層的鋼板。本發明特別適用于機動車輛的制造。

通常使用基于鋅的涂層，因為其由于阻擋層保護和陰極保護而允許抗腐蝕保護。屏障作用通過在鋼表面上施加金屬涂層而獲得。因此，金屬涂層防止鋼與腐蝕性氣氛之間的接觸。屏障作用與涂層和基材的性質無關。相反，犧牲陰極保護是基于這樣的事實，即鋅與鋼相比是較不貴重的金屬。因此，如果發生腐蝕，則鋅優先于鋼被消耗。陰極保護在鋼直接暴露于腐蝕性氣氛的區域(例如其中在鋼之前將消耗掉周圍的鋅的切割邊緣)中是必需的。

然而，當例如通過熱沖壓對這種經鋅涂覆的鋼板進行壓制硬化過程時，觀察到鋼中從涂層擴展出的微裂紋。另外，由于部件的表面存在不牢固的氧化物層，因而在磷酸鹽化之前，一些涂覆有鋅的硬化部件的上涂料步驟需要進行打磨操作。

通常用于生產機動車輛的其他金屬涂層是基于鋁和硅的涂層。由于存在金屬間化合物層Al-Si-Fe，因而在進行壓制硬化過程時，鋼中沒有微裂紋。此外，其具有良好的上涂料能力。其允許通過屏障作用進行保護，并且可以進行焊接。但是，其不允許陰極保護，或者其具有非常低的陰極保護。

專利申請EP1225246公開了一種Zn-Al-Mg-Si合金鍍覆的材料，其中該涂層包含(按重量％計)：Al：至少45％且不大于70％；Mg：至少3％且小于10％；Si：至少3％且小于10％，剩余部分為Zn和不可避免的雜質，其中Al/Zn比為0.89至2.75，并且鍍層包含大體積的Mg₂Si相。其還公開了一種Zn-Al-Mg-Si合金鍍覆的鋼材料，其中該涂層包含(按重量％計)：Al：至少45％且不大于70％；Mg：至少1％且小于5％；Si：至少0.5％且小于3％，剩余部分為Zn和不可避免的雜質，其中Al/Zn比為0.89至2.75，并且鍍層包含鱗狀Mg₂Si相。在上涂料之后這些特定涂層在切割邊緣部分顯示出未上涂料的耐腐蝕性和邊緣抗蠕變性。

然而，制造特定的Mg₂Si相(鱗狀或大體積)是復雜的。事實上，這取決于Mg₂Si相的短直徑平均尺寸相對于長直徑的比率和尺寸，如在5°拋光截面中觀察到的。尺寸最主要受熱浸鍍之后冷卻速率的影響。此外，Mg₂Si相的制造還取決于Mg和Si的量。

從工業角度來看，由于這些特定標準，Mg₂Si相可能難以獲得。因此，存在得不到期望Mg₂Si相的風險。

本發明的目的是提供一種易于成形的經涂覆的鋼板，其在成形之前和之后均具有增強的抗腐蝕保護，即除了阻擋層保護之外的犧牲陰極保護。

就犧牲保護性腐蝕而言，電化學電位必須比鋼的電位負至少50mV，即，相對于飽和甘汞電極(SCE)的最大電位為-0.78V。優選不使電位降低至-1.4V/SCE的值，甚至-1.25V/SCE的值，這會導致快速消耗，并將最終縮短鋼的保護期。

這通過提供根據權利要求1所述的涂覆有金屬涂層的鋼板來實現。經涂覆的鋼板還可以包括單獨或組合的權利要求2至19中的任何特征。

本發明還涵蓋根據權利要求20所述的涂覆有金屬涂層的具有犧牲陰極保護的部件。所述部件還可以包括權利要求21至24的任何特征。

本發明還涵蓋根據權利要求25所述的經涂覆的部件用于制造機動車輛的用途。

為了說明本發明，將特別參照以下附圖來描述非限制性實例的多個實施方案和試驗：

圖1示出了對應于168小時標準VDA 233-102的一個腐蝕循環。

本發明的其他特征和優點將由以下對本發明的詳細描述而變得明顯。

任何鋼都可以有利地用于本發明的框架中。然而，在需要具有高機械強度的鋼的情況下，特別是對于機動車輛結構的部件，可以使用在熱處理之前或之后的抗拉性大于500MPa，優選500MPa至2000MPa的鋼。鋼板的重量組成優選如下：0.03％≤C≤0.50％；0.3％≤Mn≤3.0％；0.05％≤Si≤0.8％；0.015％≤Ti≤0.2％；0.005％≤Al≤0.1％；0％≤Cr≤2.50％；0％≤S≤0.05％；0％≤P≤0.1％；0％≤B≤0.010％；0％≤Ni≤2.5％；0％≤Mo≤0.7％；0％≤Nb≤0.15％；0％≤N≤0.015％；0％≤Cu≤0.15％；0％≤Ca≤0.01％；0％≤W≤0.35％，余量為鐵和來自鋼制造的不可避免的雜質。