[发明专利]焊接性和冲压加工性优异的热浸镀锌系钢材及其制造方法

说明书

本发明公开一种热浸镀锌系钢材及其制造方法，所述热浸镀锌系钢材包含基材铁和形成在所述基材铁上的热浸镀锌系层，以重量％计，所述热浸镀锌系层包含：Al：0.01～0.5％、Mg：0.01～1.5％、Mn：0.05～1.5％、Fe：0.1～6％、余量的Zn及不可避免的杂质，所述基材铁和热浸镀锌系层的界面上存在Zn‑Fe‑Mn系合金相，相对于所述热浸镀锌系层的面积，所述Zn‑Fe‑Mn系合金相的面积比为1％至60％。

技术领域

本发明涉及一种焊接性和冲压加工性优异的热浸镀锌系钢材及其制造方法。

背景技术

热浸镀锌钢材由于具有比铁低的腐蚀电位，具有在腐蚀环境中比铁更先腐蚀而抑制钢材的腐蚀的牺牲防蚀(Sacrificial Corrosion Protection)的特性，因此汽车、家电、建筑材料等中的需求正在增加。

但是，产业高度化引起的大气污染及腐蚀环境的恶化正在增加，并且由于对资源及节能的严格的规定，需要开发比现有的镀锌钢材具有更加优异的耐蚀性的钢材。

为了提升耐蚀性，对在锌镀浴中添加铝(Al)和镁(Mg)等元素以提升钢板的耐蚀性进行了各种研究。代表性的镀锌合金系钢材Galvalume含有55重量％的Al和1.6重量％的Si，为了制造该钢材，镀浴的温度需要保持600℃以上，因此存在以下缺点：不仅会侵蚀母材，还形成铁与锌的合金相而使镀覆质量变差，而且镀覆作业性降低，使导辊(sink roll)等镀浴内部设备的侵蚀加速，导致设备的寿命变短。

对于另一种镀锌合金系材料，正积极地研究向Zn-Al镀覆组分体系进一步添加Mg的Zn-Al-Mg热浸镀锌合金钢板的制造技术。例如，专利文献1和专利文献2中公开了一种热浸镀锌合金钢板的制造方法，该方法中通过在含有Al和Mg的镀浴中调配各种添加元素或控制制造条件来改善耐蚀性及制造特性。

但是，Mg比镀覆组成的主要元素Zn轻，并且氧化度高，因此在熔融过程中大量的Mg上浮至镀浴上部，上浮的Mg从镀浴表面释放到大气中后引起氧化反应，从而生成大量的浮渣。这种现象导致在镀覆过程中所述浮渣附着在浸渍于镀浴中的钢材而引起浮渣缺陷，由此存在钢材上形成的镀层的表面不良或者不能进行镀覆作业的问题。

另一方面，所述Zn-Al-Mg热浸镀锌合金钢板由于镀层内部的Zn、Al及Mg的热力学相互反应而形成微细的金属间化合物，提出了通过控制这种微细的金属间化合物的形成及形状来提升耐蚀性的镀覆技术。

例如，专利文献3公开了一种镀覆钢板，其特征在于，包含：4～10重量％的Al、1～4重量％的Mg及不可避免的杂质，Zn/Al/MgZn₂三元共晶组织和初晶Al单相组织之和为80面积％以上，Zn单相组织为15面积％以下。作为另一个实例，专利文献4公开了一种耐蚀性和加工性优异的镀覆钢板，所述镀覆钢板含有0.2～2.0重量％的Al和3.0～10.0％的Mg，具有平均长径为1～200μm的MgZn₂单相组织。

但是，专利文献3中，相对于Mg含量，保持相对高的Al含量，从而在镀层内形成初晶Al单相组织，导致镀覆材料的加工性和焊接性差。另外，专利文献4中，相对于Al含量，保持相对高的Mg含量，从而诱导六方晶系的MgZn₂单相组织的粗大化，所形成的MgZn₂单相组织的硬度非常高，因此存在对镀覆材料进行加工时镀层产生裂纹等的加工部及截面部的耐蚀性差的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)日本公开专利公报第1999-140615号

(专利文献2)国际公开专利公报第2006/002843号

(专利文献3)日本授权专利公报第3179401号

(专利文献4)日本公开专利公报第2010-275632号

发明内容