[发明专利]一种高镀层硬度的锌铝镁镀层钢板生产方法及其镀层钢板

说明书

技术领域

本发明属于热浸镀锌领域，特别涉及一种表面硬度高的热浸镀锌铝镁镀层钢板生产方法及其镀层钢板。

背景技术

随着汽车、家电和建材等行业对所使用钢板低成本、高耐蚀性的要求进一步提高，各大钢厂及研究机构不断开发出成本低廉、性能优异的新型镀层钢板。锌铝镁镀层钢板以其优异的耐蚀性目前得到国内外大型钢铁厂商及家电、汽车制造商的重视，锌铝镁镀层钢板的品种开发也日趋成熟。目前，韩国浦项、日本新日铁及欧美大型钢铁公司已陆续开发出ZM、Z6A3M、Z10A3M等产品。专利CN101812653A、US6235410B1等开发了含铝、镁的锌基镀层，大大提高了耐蚀性。

镀层的表面硬度是镀层质量及镀层钢板使用效果的重要指标之一。镀层钢板在后期使用中无法避免的要经过运输、搬运、剪裁及加工等过程，而这些过程中经常对镀层表面产生不同程度的划伤，镀层的硬度直接影响着镀层抗划伤的能力，即镀层硬度越高，镀层的抗划伤能力越强。目前常用硬质镀层如TiN、WC等受镀层制备中设备的限制（离子溅射仪器、爆炸喷涂仪等）均在尺寸较小的成品件上使用，不易于连续生产且成品较高，而针对大型成品件尚无法生产。

在建材及家电等领域内，为使钢板更具美观性，经常需对钢板表面进行不同程度的机械加工，传统使用的不锈钢、铝板、钛板等造价较高，使生产厂商的制造成本提升，相比以上品种，热浸镀层钢板制造成本较低，越来越受到钢板加工生产厂商的青睐。因此，热浸镀层钢板除应具有和不锈钢等品种相媲美的耐蚀性能外，还应具有优良的表面加工性能。提高镀层硬度是改善镀层钢板表面加工性能的较好方法。目前较为成熟的表面加工用钢多为不锈钢，其显微硬度一般为Hv180～Hv220，而国内外生产的热浸镀锌层的显微硬度仅为Hv70～Hv100，锌铝镁镀层由于镀层内含有Al、Mg、Si、稀土元素等合金元素，其硬度值较纯锌层有所提高，一般在Hv110～Hv150，但较不锈钢还有一定差距，因此若想提高锌铝镁镀层钢板的表面加工性能还需使镀层硬度进一步提高。

在涂镀层领域里，镀层硬度与镀层组成元素和制备工艺有关，目前的热浸镀领域中，镀层成分由镀液决定，成分一般均为固定，以锌铝镁为例，其镀层成分的组成在耐蚀性能上已经得到广泛公认，加大锌液中的Mg、Al合金含量会使镀层的耐蚀性有所下降，并增加锌铝镁镀层钢板的生产成本，因此为扩大锌铝镁镀层的应用范围，提高镀层表面硬度，应重点着手于镀层制备的工艺手段。

尽管国内外热浸镀锌铝镁镀层钢板的专利、文献较多，但还未有涉及到提高锌铝镁镀层硬度的资料可寻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高镀层硬度的锌铝镁镀层钢板生产方法及其镀层钢板，采用冷轧带钢在连续热镀锌机组经连续退火和热浸镀后，提高镀层的镀后冷却速度，并在镀层冷却后增加一次冷轧机组对镀层施加一定量的塑性变形，从而提高镀层的表面硬度，以适应表面机械加工的需要。

一种高镀层硬度的锌铝镁镀层钢板的生产方法，其特征在于：钢板经连续退火和热浸镀后，以10℃/s～50℃/s冷却速度冷却到室温，然后进行二次冷轧，镀层钢板的变形率为5%～50%，镀层变形率为7%～40%；热浸镀前钢板厚度应为0.3mm～2.0mm，热浸镀后锌铝镁镀层厚度为15μm～30μm，经二次冷轧后镀层厚度为10μm～29μm。

一种利用上述方法生产的高镀层硬度的锌铝镁镀层钢板，其特征在于镀层钢板厚度为0.3mm～2.0mm，镀层厚度为10μm～29μm，镀层硬度为Hv120～Hv200。

传统的热浸镀连续生产线在板带热镀锌后进入光整机，一般光整机的下压率在0.2%～0.5%，该压下率下一般只能满足修复镀层最外表面的粗糙度，不足以使镀层产生加工硬化效应，因此需要附加冷轧机组以使镀层产生加工硬化效应。

锌铝镁镀层钢板的基板不易过厚，基板过厚，镀后的冷轧塑变过程中，基板易产生较大变形，对镀层表面受力有卸载作用，使镀层变形不明显，无法达到理想的加工硬化效果。

热浸镀锌铝镁镀层过薄，由薄膜力学理论可知，薄镀层的抗表面压力能力较强，冷轧压力难以使镀层产生塑性变形，而且，通常表面机械加工过程中镀层往往会被抛光掉或磨损掉一部分，因此加工前的镀层应具有一定的厚度，以保证镀层加工中不至过薄甚至暴露基板而影响耐蚀性。但镀层过厚，在冷轧塑变时易使镀层表面开裂，尤其在表面MgZn₂的脆性相周围易生成裂纹。

冷轧压下率过小（<5%）难以达到镀层塑变产生加工硬化的效果，压下率过大(>50%)，易对镀层表面产生破坏，并极大的恶化镀层钢板的延展率。