[发明专利]具有良好的密封剂粘合性和耐腐蚀性的锌合金涂层钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车领域的锌涂层钢板(zinc coated steelsheet)及其制备方法；更具体而言，涉及通过采用真空汽相沉积法使用一种薄膜对锌涂层钢板进行涂布、然后再对所述真空沉积钢板进行合金化热处理而得到的锌合金涂层钢板，及其制备方法。

背景技术

表面处理/涂布技术已用来提供钢铁材料所不具有的特性。以电镀和热镀为代表的湿法表面处理技术已广泛用于钢表面处理领域，但在20世纪80年代早期已尝试应用和纳入干法表面处理技术，如化学汽相沉积(CVD)和物理汽相沉积(PVD)。已知晓，鉴于有关涂布速率和薄膜形成速率的可使用性和生产率，常规PVD和CVD法难以应用于炼钢领域。然而近来一些先进的制钢厂已推动研发了高速电镀技术，从而确保生产率和成本的领先。

用作汽车钢板的钢板主要可分为三类：电镀锌钢板、热浸镀锌钢板和镀锌钢板。电镀锌钢板已用于汽车外板，因为其具有优良的表面外观。但电镀锌钢板使用得越来越少，因为其镀后操作中的可加工性、生产成本和周围条件不利。

热浸镀锌钢板与电镀锌钢板相比制造成本更廉价，但由于镀后操作，其具有比电镀锌钢板差的性能，如机械性能、模制操作中的涂层粘合性、连续冲击试验中的电极点焊性。另外，镀锌钢板具有比电镀锌钢板和热浸镀锌钢板更好的性能，如涂装操作中的涂层粘合性和电极点焊性，因为锌与基础铁的合金化反应能够形成基于Fe-Zn的金属互化物。然而，由于合金化反应过程中所形成的基于Fe-Zn的合金相(γ相)的存在，加工操作中可能会出现有关涂层自钢板剥落的粉化问题。

另外，当将用于防水目的、防腐蚀、减振和焊接的密封剂粘敷在钢板上时，在使用密封剂粘合钢板之后，不会发生密封剂在冲击剥离试验和剪切强度试验中剥落的内聚破坏现象，但由于Fe和Zn之间形成了合金相，因而可能发生Zn-Fe涂层剥落的涂层钢板内聚破坏现象。因此，迫切需要研发能满足所有性能——如模压加工性、点焊性、可涂装性和耐腐蚀性——的涂层钢板。

然而，上述涂层钢板难以满足汽车钢板应当满足的全部要求。因此，除了常规涂布方法(即电镀锌法、热浸法)之外，还采用真空沉积方法(即电阻加热、磁控溅射、电子枪、离子镀方法)对薄涂层材料进行涂布和合金化。然而，所述沉积法具有沉积速率低、沉积产率低和能量效率低等相关问题。

可获得上述涂层钢板的已知技术有日本专利特许公布文本No.1996-060342、1996-134632、1997-078229和1998-317125。这些现有专利文献公开了通过采用电阻加热沉积法将Zn沉积在钢板上、向所述Zn-沉积钢板上沉积Mg、然后对所述Zn/Mg沉积钢板进行热处理来制备一种具有优良涂层粘合性和高耐蚀性的Zn-Mg合金涂层钢板的技术。在此情况下，由于Zn-Fe合金层或Zn-Fe-Mg合金的存在，所得Zn-Mg合金涂层钢板具有改进的Zn-Mg合金涂层粘合性，并表现出其可加工性和耐腐蚀性。然而，由于需要进行多个沉积和合金化操作，现有专利文献中公开的这些技术在经济效率方面并不令人满意，并且由于存在合金化操作过程中在Fe和Zn之间形成的合金相，可能会在密封剂粘合试验中造成涂层的内聚破坏。作为另一种已知技术，欧洲专利公布文本No.0756022公开了这样一种制备基于锌的合金涂层钢板的方法，所述方法通过使用电子束蒸发法或磁控蒸发法将一种金属元素——如Fe、Mn、Cu、Mg和Ni——沉积在厚度为0.1至3微米(μm)的热浸镀锌钢板或电镀锌钢板上、然而将所述金属元素与所述热浸镀锌钢板或电镀锌钢板合金化而进行。对于所述技术而言，在使用密封剂粘合所述钢板之后，不会发生密封剂在冲击剥离试验和剪切强度试验中剥落的粘合剂内聚破坏现象，但由于当锌和薄膜涂料进行合金化操作时在Fe和Zn之间形成合金相，因而仍可能会发生Zn-Fe涂层剥落的涂层钢板内聚破坏现象。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决现有技术中的问题，因此，本发明的一个目的是提供具有良好密封剂粘合性(sealer adhesion)和耐腐蚀性的高耐腐蚀性锌合金涂层钢板。

另外，本发明的又一个目的是提供一种制备具有良好密封剂粘合性和耐腐蚀性的锌合金涂层钢板的方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种具有良好密封剂粘合性和耐腐蚀性的锌合金涂层钢板，所述钢板包括一个在钢板上形成的锌涂层和一个在所述锌涂层上的锌/金属合金沉积层，其中所述锌涂层中存在一个金属扩散层。