[发明专利]一种热镀锌镁合金钢板的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热镀锌镁合金钢板的生产方法，属于钢板加工领域。

背景技术

随着汽车、建筑、精密仪器、重型机械等行业的快速发展，人们对钢板耐蚀性提出更高的要求，一般来说，通过增加镀层厚度能有效提高镀层耐蚀性，但镀层厚度的一味增加也会导致成本的不断增加和资源浪费，当前市场上锌的价格长期居高不下，因此开发具有薄镀层、高耐蚀特点的新型合金镀层钢板具有非常重要的意义。

从目前国内外报道来看，锌镁合金镀层是最具产业化前景的锌基合金镀层之一。目前可用于制备锌镁合金镀层钢板的方法包括真空镀膜、水溶液电镀、熔融盐电镀等。其中，水溶液电镀所采用的电镀液体系是有机体系，其生产成本(原料合成成本)较高，同时该体系的危险性很大。另外，要获得Zn-Mg合金镀层，完成电镀之后还需要进行热处理，热处理过程中可能会导致Zn、Fe的互扩散产生Zn-Fe合金相，导致镀层脆性倾向增加，与基板结合性能变差。熔融盐电镀需要的温度条件非常高，因而相应能耗大，成本高，并且高温条件下Zn层与钢板之间会因元素扩散而生成合金相，钢板的力学性能也会受到影响等，因此目前难以在实际生产中起主导作用。

真空镀膜方法是最有可能实现工业化大生产的方法。与传统湿法电镀相比，真空镀膜方法具有许多优点，一是沉积材料广泛，可沉积铝、镁等湿法电镀很难沉积的标准电位很负的金属。二是真空涂层的附着力、致密度、耐腐蚀性等都相当优良。此外，真空镀膜方法更适宜进行多层结构复合镀层制备，为镀层结构多样化开发提供了很好的手段。本发明正是结合了真空镀膜与热镀锌工艺的优点来制备锌镁合金钢板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热镀锌镁合金钢板的生产方法，解决目前的镀锌镁合金钢板耐蚀性差，生产成本高等问题。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种热镀锌镁合金钢板的生产方法，它包括以下步骤：

1)选择冷轧IF、DP、TRIP带钢作为基板；

2)基板首先经过表面清洗，去除表面残留后进入退火炉，在780-840℃温度范围内进行再结晶退火处理，以获得所需要的力学性能；

3)将退火完毕后的带钢温度控制在460-530℃范围内，进入锌锅进行热镀锌处理，镀锌时带钢运行速度控制在60-150m/min，锌锅温度控制在450-468℃，锌液中铝的重量含量控制在0.16-25％，镁的重量含量控制在1-6％，其余为锌及不可避免的杂质，其中杂质Fe必须控制在0.01％以下，表面锌层的厚度通过调节氮气气刀的压力来控制，镀后带钢表面锌层厚度为20-100μm；

4)热镀锌完后的带钢经冷却后进入真空镀镁槽，真空镀镁槽中，带钢沿水平方向运行，真空镀镁槽的上下两面各设有4-10个与蒸发坩埚连通的管道，真空镀镁槽的真空度控制在1×10^-5托以下，真空镀镁槽内杂质氧的含量控制在20ppm以下，蒸发坩埚的温度控制在670-800℃，坩埚内为金属镁，通过加热使镁蒸发后形成蒸汽沉积在带钢表面，带钢表面沉积镁的厚度控制在0.3-2μm，镁的沉积速度通过调节带钢运行速度和坩埚开口控制阀来控制，沉积完毕后进入合金化炉；

5)合金化炉采用辐射电加热方式，合金化炉的电加热功率为1300-2500kw，温度控制在350-550℃范围内，带钢在炉内的时间控制在6-18秒，让带钢表面镁与锌充分扩散形成MgZn₂或Mg₂Zn₁₁相；

6)带钢经过涂油或钝化表面处理后卷取。

优选地，所述氮气气刀的氮气纯度为99.999％，气刀压力为200-500bar，气刀距离锌液面的高度为100-600mm，角度为0至-5度。

优选地，步骤5)中，合金化炉的温度控制在350-380℃。