[發明專利]具有低液相線溫度的改進的熱浸鍍鋅涂層、制造及使用該涂層的方法

在審

• 申請號: 201780061853.8
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN109844162A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 約翰.斯皮爾;趙立佳
• 申請（專利權）人: 約翰.斯皮爾;趙立佳
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳曦

本發明涉及一種涂覆的基底材料。基底可以是鋼合金，并且該鋼合金中的顯微結構可以用低溫涂覆工藝改變。本發明還涉及一種在低溫下涂覆基底的方法。本發明還涉及一種涂層，其中與沒有摻雜物的熔化溫度相比，該涂層的熔化溫度用摻雜物降低。本發明還涉及一種用摻雜物制作涂層的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年8月8日提交的美國臨時專利申請序列No.62/372,193在35U.S.C§119(e)下的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及較低的液相線溫度涂層以增強各種應用中的基底反應，并且涉及制造和使用該涂層的方法。

背景技術

鋅涂層適用于鋼和鋼合金，在分批和連續工藝中，以提供防腐蝕保護。雖然有時使用鍍鋅，但更常見的是通過將鋼基底浸入熔融金屬浴中來施加涂層，從而使鋼基底暴露于由金屬涂層的熔化溫度控制的熱過程。這些熱過程會影響基底冶金，有時還會以有害的方式影響產品性能，例如將基底材料進行碳時效。此外，需要高溫浴的鋅涂層會抑制馬氏體或貝氏體的大量形成，因此在可能形成這些顯微結構的鋼中，需要額外的工藝來形成這些顯微結構。

發明內容

在某些情況下，較低的浴溫將使工藝能夠增強性能。本發明增強了熱浸涂覆工藝的淬火和分區。由于需要低于鋅的熔點的淬火溫度，因此難以在鋅浴中進行淬火。較低的浴溫可以消除控制淬火溫度的資本修改的需要，并且還可以允許不同的分區控制。

較低的浴溫也使得可以在較低溫度下進行等溫淬火。因此，本發明的一方面是一種合金涂層，其熔點低于先前所設想的并且目前可用于鋼。

較低的浴溫可以減少由于碳時效引起的不良影響，這可以增強許多應用中的性能，包括鋼片、高強度鍍鋅絲和其他鋼。另一種方法是加熱以對分批退火的低碳鋼涂覆鍍鋅，其被耐時效的無間隙鋼的在線退火連續涂覆所取代。較低熔點的合金可以允許這些應用的替代等級和工藝以降低成本。

雙相鋼片通常在鋅浴后轉變為馬氏體。此外，由于相關的軟化，浴溫對于有效的馬氏體回火而言太高。降低熔化溫度可以允許控制馬氏體回火以增強延展性而不會過度損害強度。

通常，涂層的液相線溫度高于鋅的熔化溫度(即，419.5℃)。雖然形成顯微結構(如馬氏體或貝氏體)的淬火溫度將取決于特定的鋼，但鋼必須在低溫(通常低于約419℃)下淬火，以形成馬氏體顯微結構，或者比常規的熱浸鍍鋅所實現的更精細的貝氏體顯微結構。因此，需要涂層和顯微結構變化的鋼需要多個步驟才能獲得合適的涂覆鋼。

本發明允許鋼經受淬火以形成顯微結構，同時在同一步驟中涂覆基底，或在涂覆的同時形成更精細的顯微結構(由于較低的溫度)。本發明使用液相線溫度低于約419℃的涂層，使得淬火和涂覆步驟可同時發生。淬火溫度會影響鋼合金的顯微結構。可以選擇淬火(等溫淬火)溫度以形成特定的顯微結構，例如馬氏體(貝氏體)，或馬氏體和貝氏體的組合。為了使涂覆工藝作為熱處理工作以形成顯微結構并用液態的涂層材料涂覆基底，對本發明至關重要的淬火溫度必須高于涂層的液相線溫度。

本發明的一方面是合金材料。合金材料包括涂層或降溫劑。涂層或降溫劑包括金屬材料和降溫劑。降溫劑可包括Sn、Li、Ga和/或In。合金材料具有廣泛的適用性。僅舉幾個例子，它可以用作涂層、焊接、耐腐蝕或保持表面質量。

本發明的一方面是新的涂層組合物。涂層可包括鋅基合金和第二材料，該第二材料可為摻雜物。

本發明的一方面是在比通常在鍍鋅工藝中使用的溫度更低的溫度下使用涂層。換句話說，使用具有較低液相線溫度的涂層。

本發明的一方面是一種降低金屬材料的液相線溫度的方法。該方法包括提供金屬材料，然后用鋅基合金材料和摻雜物涂覆金屬材料。