[发明专利]热成形用锌基镀层材料、其制备方法及热浸镀方法

说明书

本发明公开了一种热成形用锌基镀层材料、其制备方法及热浸镀方法，该热浸镀方法包括步骤1：材料置于石墨‑黏土坩埚中，在热浸镀模拟机内升温熔化还原，通入气体进行气氛保护；步骤2：加入稀土元素形成镀液；步骤3：打磨钢板，除去表面铁锈；步骤4：配置碱性水溶液并保温，用碱性水溶液去除钢板表面油污后冲洗；步骤5：将钢板放入HCl及六亚甲基四胺水溶液中除锈，并经酸洗溶液酸洗，取出钢板后用无水乙醇清洗，吹干；步骤6：钢板用镀液进行热浸镀；步骤7：钢板从镀液中移出后用气刀冷却，冷却至室温。本发明能解决锌基镀层在热成形过程中的热裂问题，改善镀层耐蚀性能，同时提高热成形钢镀层的热成形性能，对工业化生产具有一定的指导意义。

技术领域

本发明涉及金属镀层材料及其制备方法和应用处理方法，尤其涉及一种热成形用锌基镀层材料、其制备方法及热浸镀方法。

背景技术

锌基镀层是工业中常用的耐腐蚀镀层，该镀层成分是包含了0-0.5%的铝（Al）。该镀层具有优良的耐蚀性，所以该镀层广泛地应用于汽车钢板钢，随着国家的节能减排的政策发布，汽车轻量化成为研究的热点。该镀层钢板在高温热成形过程中会产生热裂，导致板材的力学性能大大降低，产生热裂的原因是液态金属脆性（LMIE），由于热裂的产生使热成形钢板的生产受到一定的限制，所以需要开发出一种适用于高温热成形的镀层。

消除热裂的方法主要从基板、镀层、热成形工艺入手。基板主要包括晶粒尺寸、物相组成、微量元素含量等；而镀层主要是微量元素含量使镀层的热物性发生变化，在高温热成形过程中减少液态金属的产生，从而避免液态金属致脆现象；热成形工艺主要在于温度制度和成形制度：温度制度是指加热速度、保温时间、保温温度等，成形制度主要与模具有关，即施加的应力大小。

热成形是指将钢板加热到奥氏体化温度后进行成形，然后以一定的冷速将钢板冷却下来，使钢板得到全马氏体组织的方法。由于结构件组织全是马氏体，所以强度特别高，在汽车领域受到了广泛的应用。但是钢板在高温下容易氧化以及脱碳，可能导致一系列不利的影响。后续开发出了带镀层的热成形工艺，主要是Al-Si镀层以及纯锌镀层钢板。Al-Si镀层热成形钢有出色的抗高温的性能，但是电化学腐蚀性能较弱，所以其使用的领域受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热成形用锌基镀层材料、其制备方法及热浸镀方法，能解决锌基镀层在热成形过程中的热裂问题，改善镀层耐蚀性能，同时提高热成形钢镀层的热成形性能。

本发明是这样实现的：

一种热成形用锌基镀层材料，包括以下按质量百分比计的化学成分：Zn为98.9%，Mg为0.4-0.8%，Al为0.2%，Si为0.3%，制成Zn-Al-Mg-Si合金。

在所述的Zn-Al-Mg-Si合金中加入质量百分比为0.1-0.3%的稀土元素RE，制成Zn-Al-Mg-Si-RE合金锭。

所述的稀土元素RE为La，制成Zn-Al-Mg-Si-La合金锭；或所述的稀土元素RE为Ce，制成Zn-Al-Mg-Si-Ce合金锭；或所述的稀土元素RE为La与Ce的合金，制成Zn-Al-Mg-Si-La-Ce合金锭。

一种热成形用锌基镀层材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在保护渣的作用下，坩埚电阻炉中熔炼合金，采用质量百分比为98.9%的Zn和质量百分比为0.4-0.8%的Mg的合金元素熔炼Zn-Mg合金；

步骤2：加入质量百分比为0.3%的Si，再加入质量百分比为0.2%的Al，最终得到Zn-Al-Mg-Si合金，即锌基镀层材料。