[發明專利]熱成形用鋅基鍍層材料、其制備方法及熱浸鍍方法

在審

• 申請號: 201811339931.9
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109468564A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 但文德;周林;姜進京;黃幸;王鋒;童輝
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C23C2/20
• 代理公司: 上?？歧鲗＠碛邢挢熑喂?31117
• 代理人: 鄭明輝

本發明公開了一種熱成形用鋅基鍍層材料、其制備方法及熱浸鍍方法，該熱浸鍍方法包括步驟1：材料置于石墨?黏土坩堝中，在熱浸鍍模擬機內升溫熔化還原，通入氣體進行氣氛保護；步驟2：加入稀土元素形成鍍液；步驟3：打磨鋼板，除去表面鐵銹；步驟4：配置堿性水溶液并保溫，用堿性水溶液去除鋼板表面油污后沖洗；步驟5：將鋼板放入HCl及六亞甲基四胺水溶液中除銹，并經酸洗溶液酸洗，取出鋼板后用無水乙醇清洗，吹干；步驟6：鋼板用鍍液進行熱浸鍍；步驟7：鋼板從鍍液中移出后用氣刀冷卻，冷卻至室溫。本發明能解決鋅基鍍層在熱成形過程中的熱裂問題，改善鍍層耐蝕性能，同時提高熱成形鋼鍍層的熱成形性能，對工業化生產具有一定的指導意義。

技術領域

本發明涉及金屬鍍層材料及其制備方法和應用處理方法，尤其涉及一種熱成形用鋅基鍍層材料、其制備方法及熱浸鍍方法。

背景技術

鋅基鍍層是工業中常用的耐腐蝕鍍層，該鍍層成分是包含了0-0.5%的鋁（Al）。該鍍層具有優良的耐蝕性，所以該鍍層廣泛地應用于汽車鋼板鋼，隨著國家的節能減排的政策發布，汽車輕量化成為研究的熱點。該鍍層鋼板在高溫熱成形過程中會產生熱裂，導致板材的力學性能大大降低，產生熱裂的原因是液態金屬脆性（LMIE），由于熱裂的產生使熱成形鋼板的生產受到一定的限制，所以需要開發出一種適用于高溫熱成形的鍍層。

消除熱裂的方法主要從基板、鍍層、熱成形工藝入手?；逯饕ňЯ３叽?、物相組成、微量元素含量等；而鍍層主要是微量元素含量使鍍層的熱物性發生變化，在高溫熱成形過程中減少液態金屬的產生，從而避免液態金屬致脆現象；熱成形工藝主要在于溫度制度和成形制度：溫度制度是指加熱速度、保溫時間、保溫溫度等，成形制度主要與模具有關，即施加的應力大小。

熱成形是指將鋼板加熱到奧氏體化溫度后進行成形，然后以一定的冷速將鋼板冷卻下來，使鋼板得到全馬氏體組織的方法。由于結構件組織全是馬氏體，所以強度特別高，在汽車領域受到了廣泛的應用。但是鋼板在高溫下容易氧化以及脫碳，可能導致一系列不利的影響。后續開發出了帶鍍層的熱成形工藝，主要是Al-Si鍍層以及純鋅鍍層鋼板。Al-Si鍍層熱成形鋼有出色的抗高溫的性能，但是電化學腐蝕性能較弱，所以其使用的領域受到了一定的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱成形用鋅基鍍層材料、其制備方法及熱浸鍍方法，能解決鋅基鍍層在熱成形過程中的熱裂問題，改善鍍層耐蝕性能，同時提高熱成形鋼鍍層的熱成形性能。

本發明是這樣實現的：

一種熱成形用鋅基鍍層材料，包括以下按質量百分比計的化學成分：Zn為98.9%，Mg為0.4-0.8%，Al為0.2%，Si為0.3%，制成Zn-Al-Mg-Si合金。

在所述的Zn-Al-Mg-Si合金中加入質量百分比為0.1-0.3%的稀土元素RE，制成Zn-Al-Mg-Si-RE合金錠。

所述的稀土元素RE為La，制成Zn-Al-Mg-Si-La合金錠；或所述的稀土元素RE為Ce，制成Zn-Al-Mg-Si-Ce合金錠；或所述的稀土元素RE為La與Ce的合金，制成Zn-Al-Mg-Si-La-Ce合金錠。

一種熱成形用鋅基鍍層材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：在保護渣的作用下，坩堝電阻爐中熔煉合金，采用質量百分比為98.9%的Zn和質量百分比為0.4-0.8%的Mg的合金元素熔煉Zn-Mg合金；

步驟2：加入質量百分比為0.3%的Si，再加入質量百分比為0.2%的Al，最終得到Zn-Al-Mg-Si合金，即鋅基鍍層材料。