[發(fā)明專利]汽車薄板熱浸鍍鋅用無鋅花Ba-In-Sb鋅合金

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810484129.2
• 申請日: 2018-05-19
• 公開（公告）號: CN108441691A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊長江
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C18/04
• 分類號: C22C18/04;C22C1/02;C23C2/06
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本發(fā)明公開了汽車薄板熱浸鍍鋅用無鋅花Ba?In?Sb鋅合金及其加工工藝。按照重量百分比，該合金的成分為：Ba:0.3?0.6wt.%,Sc:0.1?0.2wt.%,In:0.4?0.8wt.%,Ni:1.5?2.0wt.%,Al:6.0?8.0wt.%,Sb:0.5?0.8wt.%，余量為鋅。該材料用于汽車薄板的熱浸鍍鋅原料，可以在320?340度的溫度下于10?15秒之內(nèi)在表面鍍上均勻的鋅層。由于減少了加工溫度和時間，汽車用薄板的力學性能降低并不明顯。具有提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種鋅合金。

背景技術(shù)

為控制導致全球變暖的CO₂排放，汽車制造商以降低燃料消耗為目的，積極推進汽車車身輕量化的設(shè)計。20世紀90年代初，汽車車身使用高強鋼板的比例增加到30%，減輕了車重。90年代后期，出于碰撞安全性考慮，汽車車身增加了加強件的使用量，從而增加了車重。為確保車身碰撞安全性和輕量化，用于汽車車身的高強鋼板強度從440MPa提高到590MPa，車身結(jié)構(gòu)件使用980MPa級超高強鋼板，使用比例也在40%以上。大批量生產(chǎn)中使用最多的就是冷軋鋼板。冷軋薄鋼板的厚0.15-3.2mm之間，汽車車身多采用0.6-0.8mm的薄板。這種薄鋼板尺寸精度非常高，表面光滑，具有良好的力學性能和加工性，主要用于車身側(cè)圍板、頂蓋、發(fā)動機蓋、翼子板、行李箱蓋、車門板和儀表板等外覆蓋件，這些零件要求材料具有高的成形性能、良好的表面質(zhì)量和焊接性能。

為了解決汽車車身的銹蝕問題，汽車板經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的冷軋薄板到涂鍍薄板的巨大變化。汽車用涂鍍薄板既要具備優(yōu)良的耐蝕性，還要滿足其它不同性能的要求，諸如沖壓成形性、焊接性、磷化處理性以及涂覆性。其中，以耐蝕性最為重要。和基板進行隨后處理。最近，愈來愈多的汽車生產(chǎn)廠家不僅將熱浸鍍鋅薄板用于汽車的內(nèi)板，而且還用于汽車的外板，導致熱浸鍍鋅板用量的猛增。最近，國外已開發(fā)出一種新型汽車車身用熱浸鍍鋅薄板，具有優(yōu)良的沖壓成形性、焊接性和表面質(zhì)量。適于用于汽車面板。目前，這種新型熱鍍鋅板業(yè)已投入工業(yè)化生產(chǎn)。

熱浸鋅又叫熱浸鍍鋅，作為一種有效的金屬防腐方式，已被廣泛用于各行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施上。熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐蝕的目的。熱鍍鋅的質(zhì)量與許多因素有關(guān)，包括鋼件的化學成分，鋅浴的合金成分，鍍鋅溫度、操作工藝等。根據(jù)汽車等行業(yè)的較高要求，人們很早就提出利用熱浸鍍鋅來提高汽車用薄板的耐腐蝕能力，但是到目前為止工業(yè)領(lǐng)域該類產(chǎn)品的耐腐蝕壽命和生產(chǎn)工藝及成本都有待于進一步提高。

任何凝固過程中，過冷度都是相變的必要條件，鋅鍍層的凝固也不例外。鋼板進入鋅鍋以后，其溫度迅速與鋅液達到平衡，很快在表面形成一層合金層。出鋅鍋以后，熱量由鋼板向液態(tài)的鍍層傳導，直至局部過冷。在薄板與液鋅層的界面上優(yōu)先形成晶核，一旦形核，這些晶核在很小的過冷度下就可以長大為枝晶。一次枝晶長大到一定程度之后，生長出二次枝晶，最后枝晶與枝晶相連接，布滿整個界面。這些較為粗大的枝晶也稱為鋅花。這種鍍鋅板表面液態(tài)鋅在冷卻結(jié)晶之后形成美觀的鋅花，并成為鍍鋅板的特殊標志。但是, 熱鍍鋅鋼板進行涂裝時，鋅花引起的表面凸凹不平在涂漆后仍然清晰可見，從而影響了產(chǎn)品的表面質(zhì)量，限制了正常鋅花熱鍍鋅鋼板的應用。

`尋求更好的材料設(shè)計方法成為解決汽車用熱浸鍍鋅薄鋼板應用研究和產(chǎn)業(yè)化中的關(guān)鍵問題之一。此外，通過先進的材料學設(shè)計也是解決熱浸鍍鋅用合金在熱浸鍍鋅生產(chǎn)過程中重大問題的解決方向之一。合金化設(shè)計方法是在熱浸鍍鋅合金中選擇和添加合適的合金元素來影響該合金在熱浸鍍鋅和隨后的使用過程中的熱力學和動力學過程。達到優(yōu)化合金熱浸鍍鋅過程的生產(chǎn)工藝，以及服役過程中電化學和力學性能。但是，作為一種結(jié)構(gòu)材料，只具備合適的化學性能是遠遠不夠的，所得熱浸鍍鋅鍍層還必須具有令人滿意的力學強度。因而，如何在鋅合金中平衡各種元素的類型和含量，是當前熱浸鍍鋅用合金領(lǐng)域亟待解決的問題。本專利提供了一種新型的汽車薄板用熱浸鍍鋅合金。可以預計，該類合金產(chǎn)業(yè)化可以獲得極大的經(jīng)濟和社會效益。在不久的將來，隨著更多工程應用領(lǐng)域拓展，該類新型合金必將在更多的熱浸鍍鋅中得到廣泛應用。