[发明专利]具有热浸镀锌合金镀层的钢片及其制备方法

说明书

本申请是优先权日为2004年6月29日、发明名称为“具有热浸镀锌合金镀层的钢片及其制备方法”的中国发明专利申请200580021752.5（国际申请号PCT/EP2005/006873）的分案申请。

技术领域

本发明涉及提供有热浸镀锌合金镀层的钢带和在钢带上热浸镀锌合金镀层的方法，其中在熔融锌合金镀液中进行钢带的镀覆。

背景技术

提供具有锌镀层的钢带是众所周知的，特别是用于汽车和建筑应用。为了以廉价的方式在钢带上获得薄的锌层，常见的做法是通过热浸镀锌来镀覆钢带，其中带材通过熔融锌镀液。熔融锌附着在钢上，并且当带材离开镀液时，大多数情况下通常采用气刀从带材上去除多余的锌以获得薄的镀层。

在该领域内已知，向镀液中添加一定的化学元素以提高锌镀层的品质和/或改良镀覆钢带的工艺。常选用铝和镁元素。

欧洲专利0594520提出使用1-3.5重量%的镁和0.5-1.5重量%的铝，同时加入0.0010-0.0060重量%的硅。添加如此少量的硅以提高已发现包括不存在锌的区域(裸点)的锌镀层品质。然而，该专利唯一的实施例中提及锌镀覆的钢，其中镀层的组成为：2.55重量%镁，0.93重量%铝，60ppm硅，余量是锌和不可避免的杂质。

发明内容

本发明的目的是提供能具有提高性能的锌合金镀覆的钢带及其制备方法。

本发明的另一个目的是提供具有相同或更高性能的同时比已知镀覆钢带生产更为廉价的锌合金镀覆的钢带。

本发明的又一个目的是提供具有更好抗腐蚀性同时保持或甚至提高镀覆钢带的其它性能的锌合金镀覆的钢带。

本发明的再一个目的是提供在锌镀液中具有较少浮渣形成的方法。

根据本发明，使用提供有热浸镀锌合金镀层的钢带实现了一个或多个这些目的，其特征在于锌合金由以下成分组成：

0.3-2.3重量%镁；

0.6-2.3重量%铝；

可选的，<0.2重量%的一种或多种附加元素；

不可避免的杂质；

余量是锌；

其中锌合金镀层具有3-12μm厚度。

已发现高镁含量导致在锌镀液上形成过多的氧化物浮渣并且产生脆性镀层。因此，限制镁含量最大值为2.3重量%。为了具有足够高的抗腐蚀性，最小含量0.3重量%的镁是必需的；镁的添加提高了镀覆带材的抗腐蚀性。0.3-2.3重量%镁含量足够高可以获得抗红锈且远高于常规镀锌带材的腐蚀保护。

添加铝以减少镀液中的浮渣形成。与镁结合其还可以提高镀覆带材的抗腐蚀性。而且，铝提高了镀覆带材的可成形性，这意味着例如当带材弯曲时，带材上的镀层具有良好的粘附性。由于增加的铝含量将恶化可焊性，因此限制铝含量最大值为2.3重量%。

能以小于0.2重量%少量添加的可选元素是Pb或Sb、Ti、Ca、Mn、Sn、La、Ce、Cr、Ni、Zr或Bi。通常添加Pb、Sn、Bi和Sb以形成锌花(spangle)。对于通常的应用，这些少量的附加元素对镀层和镀液的性能均没有任何显著程度的改变。

根据本发明锌合金镀覆钢带的又一个优点是磨损行为优于常规镀锌带材的磨损行为。

由于已发现较厚镀层对于大多数应用并非必要，因此限制锌合金镀层厚度为3-12μm。与常规镀锌镀层相比，已发现根据本发明的锌合金镀层的抗腐蚀性已提高到至多12μm的厚度便足以满足几乎所有的用途的程度。此外，已发现对于激光焊接具有根据本发明镀层的两块薄钢板且重叠薄板之间没有衬垫物(spacer)时，镀层应优选是薄的以获得好的焊接。

根据优选的实施方案，锌合金镀层具有3-10μm的厚度。考虑到根据本发明锌合金镀层获得的抗腐蚀性，这对于汽车应用是优选的厚度范围。

根据又一个优选实施方案，锌合金镀层具有3-8μm的厚度。当无衬垫物的产生改良激光焊缝重要的时候，该厚度是优选的。

更优选的，锌合金镀层具有3-7μm的厚度。已发现使用根据本发明的带镀层钢在无衬垫物情况下制成的激光焊缝优于使用常规的镀锌镀覆材料产生的激光焊缝。当然，考虑到锌合金的用量，较薄的镀层也比较厚的镀层更廉价。

优选的，当锌合金镀层中存在一种或多种附加元素时，每种元素的含量<0.02重量%，优选每种含量<0.01重量%。由于与镁和铝的添加相比，附加元素不会显著改变抗腐蚀性，而且附加元素使得镀覆钢带更贵。通常仅添加附加元素以阻止用于热浸镀锌的熔融锌合金镀液中形成浮渣，或者在镀层中形成锌花。因此，保持附加元素的含量尽可能的低。