[發明專利]一種高強鋼材的熱浸鍍鋅方法

有效

• 申請號: 201910948467.1
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN110541136B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 錢健清;張明亞;李鵬程;陳峰;張樂
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C23C2/06
• 分類號: C23C2/06;C23C2/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開一種高強鋼材的熱浸鍍鋅方法，屬于鋼材熱浸鍍鋅加工技術領域。該熱浸鍍鋅方法是將成型后的高強鋼材進行以下步驟的處理：高頻加熱、酸洗、清洗、助鍍處理、烘干及熱鍍鋅，將完成熱鍍鋅后的高強鋼材置于室溫下進行空冷，空冷后整理收集。本發明利用感應電流的集膚效應在高頻加熱爐內對成型后的高強鋼材的表層進行加熱，使高強鋼材表面含有的合金元素變化，消除對鍍鋅層質量不利的相及組織，而不影響整體鋼材的性能，能夠制造出品質優良、厚度適宜、表面光亮的鍍鋅層的熱浸鍍鋅鋼材，有效的減少了鍍層脆性相的比例，同時高強鋼材的機械性能明顯提高，耐腐蝕性能良好。

技術領域：

本發明屬于鋼材熱浸鍍鋅加工技術領域，更具體地說，涉及一種高強鋼材的熱浸鍍鋅方法。

背景技術：

熱鍍鋅是世界上應用最廣泛、性價比最優的鋼材表面處理方法。實踐表明，熱鍍鋅工藝對鋼鐵的減蝕延壽、節能節材起著不可估量和不可替代的作用。研究表明熱浸鍍鋅對鋼材有三重保護作用：①隔離腐蝕保護；②陰極腐蝕保護；③腐蝕產物保護。

近幾十年來，隨著節能減排的觀念逐步深入人心，很多工業制造領域包括汽車制造對材料提出了更輕、更安全的需求，因此高強鋼的推廣使用一直是材料研發、車輛制造的重點，其中鍍鋅高強鋼因為具有良好的抗腐蝕性能，在汽車制造領域被廣泛應用。廠家為了生產具有較高性能的高強鋼材，會采取添加合金元素的方法來實現各種強化機制。比如：鋼成份中含有一定量的C、Mn、Si、B等元素可以實現固溶強化、細晶強化、及析出強化等。雖然合金元素的添加可以獲得不同性能優良的高強鋼材，但是卻給高強鋼材熱鍍鋅工藝帶來很大的難度。高強鋼材的傳統熱鍍鋅工藝步驟是：(1)堿洗；(2)水洗；(3)酸洗；(4)清洗；(5)助鍍處理；(6)烘干；(7)熱鍍鋅；(8)冷卻。在這樣固定的一套熱鍍鋅工藝下，不同高強鋼材的合金元素含量波動對鍍鋅層質量有著很大的影響。傳統的高強鋼材批量熱鍍鋅工藝將通過在鋅浴中添加合金元素來解決鍍層差的質量問題，但是當廠家要生產另一種合金含量的高強鋼鍍鋅材時，則需要在鋅浴中重新計算添加相應的合金元素來解決高強鋼材中合金元素對鋅層質量的影響，操作復雜，增加了工作時間，浪費大量勞動力資源，極大降低了工作效率和經濟效益。

中國專利CN1974848A，該專利公布了一種解決高硅鋼熱鍍鋅層過快生長的方法：將高硅鋼工件電鍍鎳層后再熱鍍鋅。該方法具體步驟如下：(1)首先將高硅鋼工件進行堿洗；(2)將高硅鋼工件進行熱水洗；(3)將高硅鋼工件進行酸洗；(4)將高硅鋼工件進行熱水洗后電鍍鎳層，經烘干后熱鍍鋅。該技術方案雖然可以有效解決活性鋼(特別是硅含量大于0.3％的鋼)熱鍍鋅層過快生長問題，也無需常規熱鍍鋅的“助鍍”工藝，但是該技術方案只解決了一種合金元素問題，沒有解決不同高強鋼材的合金元素含量波動對鍍鋅層質量有著很大影響的技術矛盾，而且增加了鍍鎳工序，適用范圍具有局限性。本發明提出一種高強鋼材的熱浸鍍鋅方法，通過改變熱鍍鋅工藝解決了高強鋼材中不同種類合金元素對鋅層質量的影響，進而獲得厚度適宜，表面光亮的鍍鋅層。

發明內容：

本發明針對現有不同高強鋼材中合金元素含量波動大在熱鍍鋅時對熱浸鍍鋅鍍層質量的影響的問題，提供一種高強鋼材的熱浸鍍鋅方法。本發明通過對高強鋼材的預處理使高強鋼材表面的合金元素影響弱化，消除其對于鍍鋅層質量不利的狀態，減少合金元素對熱鍍鋅層品質的影響，使高強鋼材更加適合于熱鍍鋅處理，進而獲得品質優良的高強鋼鍍鋅材。

本發明提供的一種高強鋼材的熱浸鍍鋅方法，該方法是將成型后的高強鋼材進行以下步驟的處理：(1)高頻加熱；(2)酸洗；(3)清洗；(4)助鍍處理；(5)烘干；(6)熱鍍鋅；(7)將完成熱鍍鋅后的高強鋼材置于室溫下進行空冷，空冷后整理收集。

步驟(1)所述高頻加熱是利用感應電流的集膚效應在高頻加熱爐內對所述高強鋼材的表面進行高頻加熱，所述高頻加熱中的振蕩頻率、加熱溫度、保溫時間將由下列公式確定：

T≥500+200×CE，

CE＝[C+(Mn+Si)/6+(Cr+Mo+V)/5+(Al+Cu)/2]，