[发明专利]耐腐蚀性和可加工性优异的电镀钢材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有提高的户外和暴露的环境使用如结构、护墙、鱼网、栅栏等所要求的耐腐蚀性和可加工性的电镀钢材，以及制备所述电镀钢材的方法，所述电镀钢材包括：电镀钢丝如用于丝网、混凝土增强纤维、吊桥索、PWS丝绳、PC丝绳、钢索等的钢丝；结构钢如H型钢、板桩等；机器部件如螺丝、螺栓、弹簧等；钢的薄板和厚板；以及其它钢材。

背景技术

各种电镀钢材，特别是各种电镀钢丝中，通常使用的是镀锌钢丝以及耐腐蚀性比镀锌钢丝更优的镀锌铝合金的钢丝，镀锌铝合金的钢丝一般通过将钢丝按顺序进行下述过程来制备，所述过程顺序为：清洗、脱脂，或者其它清洗方式；熔剂处理；采用二步电镀法或者一步电镀法进行电镀，所述二步电镀法包括在主要含有锌的镀液中进行热浸镀覆的第一步和在含10％Al的Zn-Al合金镀液中进行热浸镀覆的第二步，所述一步电镀法在含10％Al的Zn-Al合金镀液中进行；然后，在将钢丝从镀液中竖直取出之后，将其冷却并且缠绕成卷材。

镀锌铝合金的钢丝的良好耐腐蚀性还可以通过增加镀层厚度来进一步提高。确保所要求的镀层厚度的方法之一是提高钢丝在镀覆操作中的速度(丝速度)，以使其高速离开镀液，以及通过提高熔化的镀覆合金的粘度来增加与钢丝结合的镀覆合金的量，然而，采用这种方法，电镀钢丝在与长度方向垂直的横截面方向上的镀层厚度由于速度快很可能变得不均匀，而且，因此，存在与镀覆装置有关的限制。结果，采用目前的镀覆装置镀锌或者热浸镀Zn-Al合金不能获得足够的耐腐蚀性，而且，今天对电镀钢丝具有更长的使用寿命的要求强烈，这一问题无法令人满意地解决。

为解决这一问题，日本未审查专利公开号H10-226865提出了一种Zn-Al-Mg合金系的镀液组成，其中，耐腐蚀性通过将Mg添加至镀液中而得到提高。然而，基于该镀液组成的镀覆方法意味着在薄钢板上的镀层厚度较小，而且，当该方法应用于以用于户外暴露使用如组织、护墙、鱼网、栅栏等的钢丝为代表的粗电镀钢丝时，会出现在电镀钢丝工作期间，裂纹在镀层中扩展的问题，日本未审查专利公开号H7-207421公开了一种将Zn-Al-Mg合金镀液应用于大镀层厚度的方法。然而，当该方法应用于未经处理的钢丝的镀覆时，会形成一个厚Fe-Zn合金层，而且，存在Fe-Zn合金层在电镀钢丝工作期间开裂或剥离的问题。

发明公开

鉴于存在上述问题，本发明的目的是提供一种耐腐蚀和可加工性优异的热浸镀锌合金的钢材，特别是热浸镀锌合金的钢丝，所述电镀钢丝工作期间，在镀层或者合金镀层中不会发生开裂和剥离，以及制备所述电镀钢丝的方法。

通过对解决上述问题的方法进行研究，本申请人完成了本发明，本发明的要点如下：

(1)耐腐蚀性和可加工性优异的电镀钢材，其特征在于其在镀层与母材钢的界面处存在厚度为20μm或更小的合金层，所述合金层含有，以质量计，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，5％或更低的Mg，余者为Zn。

(2)耐腐蚀性和可加工性优异的电镀钢材，其特征在于：其在镀层与母材钢的界面处存在厚度为20μm或更小的合金层，所述合金层含有，以质量计，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，5％或更低的Mg，余者为Zn；位于所述合金层上面的镀层含有，以平均质量组成计，4-20％的Al，0.8-5％Mg，2％或更低的Fe，余者为Zn。

(3)耐腐蚀性和可加工性优异的电镀钢材，其特征在于：在镀层与母材钢的界面处，存在一合金层，所述合金层包括厚度为5μm或更小，含有，以质量计，15％或更高的Fe，20％或更高的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者为Zn的内合金层；以及厚度为30μm或更低，含有，以质量计，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者为Zn的外合金层。

(4)耐腐蚀性和可加工性优异的电镀钢材，其特征在于：在电镀层与母材钢的界面处，存在一合金层，所述合金层包括厚度为5μm或更小，含有，以质量计，15％或更高的Fe，20％或更高的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者为Zn的内合金层，以及厚度为30μm或更小，含有，以质量计，25％或更低的Fe，30％或更低的Al，2％或更高的Si，5％或更低的Mg，余者为Zn的外合金层；而且，位于所述外合金层上面的镀层含有，以平均质量组成计，4-20％的Al，0.8-5％的Mg，0.01-2％的Si，2％或更低的Fe，余者为Zn，并且还含有在其中弥散分布的Mg₂Si。