專利名稱：一種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆液及鍍覆方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆方法，尤其涉及一種在耐腐蝕性及加工性方面優良的鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆方法。。
背景技術：
鍍鋁鋼板是一種將純鋁或含硅5% 10%的鋁合金鍍在碳鋼板上制成的表面處理鋼板。鍍鋁鋼板的生產方法有熱鍍法、電泳法和真空蒸鍍法。熱鍍法應用最廣，因其比較經濟。電泳法是將鋁粉用電泳的方法均勻地鍍覆在鋼板表面，經小變形量的軋制使其相互緊密結合，再經500 70(TC燒結處理。真空蒸鍍法是在低溫、真空度為O. 0133Pa下進行的，其鋁膜純度高、致密，無針孔，因此耐蝕性能好。鍍鋁鋼板具有良好的抗高溫氧化性，可在450°C下長期使用而不變色，最高使用溫 度可達750°C。還具有優異的耐大氣腐蝕性，特別是能耐含S02，H2S, CO2等工業大氣的腐蝕，是鍍鋅鋼板耐蝕性的3 6倍。所以多用于汽車排氣系統、耐熱器具、家電制品、建筑材料等領域。由于鍍鋁鋼板具有優良的性能，對鍍鋁鋼板相關的研究也較深入。如在日本國特開昭57-47861號中公開的鐵中含有Ti的鍍鋁鋼板，特開昭63-184043號中公開的鐵中含有C、Si、Cu、Ni和少量Cr的鍍鋁鋼板，特開昭60-243258號中公開的含有O. 01 4. 0%猛、O. 001 I. 5%鈦、3. O 15. 0%硅的鍍鋁鋼板等。一般來講，這些鍍鋁鋼板采用在無氧化性氣氛或弱氧化性氣氛中加熱冷軋的冷軋鋼板除去表面上粘附的油等，其后在還原性氣氛中加熱并經過表面活性化的退火過程，浸潰在熔融的鋁浴中的方法制造。另外，為了抑制由鋁和鐵反應產生的Fe-Al合金的生長和鋁金屬向鐵中快速的擴散，在鋁鍍覆液中添加10%以下的Si。通過該方法制造的鍍覆鋼板，由于在可比較的加工性和耐熱性方面優良，多數被用于汽車消音器、熱水器、取暖器、電鍋的內襯等部件中。然而，為了抑制合金層生長而添加的硅，根據情況鍍覆鋼板的表面外觀也會出現損害，特別是出現外觀無光澤的問題。CN 1208493C則公開了一種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆方法，改善了外觀性能。通過用含有5 15重量份硅、O. I I. 5重量份鉻、O. 01 3. O重量份鎂的鍍覆液鍍覆處理鋁合金鍍覆鋼板，制造表面外觀改善、而且耐腐蝕性和加工性提高的鋁合金鍍覆鋼板。按照本發明，由于加工性優良，減少在成形加工時出現的鍍覆層的剝離和鍍覆保護膜的裂縫，在加工后也具有優良的耐腐蝕性；如果使用具有該特性的鋼板，可以制造具有更優良耐腐蝕性的汽車用的消音器、耐熱家電制品等。在伴隨用于汽車排氣部件的壽命延長的鍍覆鋁的鋼板中含有Cr的鋼板也有了進一步的開發研究。如日本國特開昭63-18043號中的含有I. 8 3. 0% Cr的鍍覆鋼板，如特開昭63-47456號的含有2 3% Cr的鋼板等
發明內容
本發明的目的在于提供一種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆液及鍍覆方法，利用本發明所提供的鍍覆液進行鍍 覆，可獲得表面外觀、耐腐蝕性和耐熱性方面優良，進一步提高加工性和耐腐蝕性的鋁合金鍍覆鋼板。本發明所提供的鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆液含有8 25wt%的硅、O. 2 2wt%的鉻、O. 05 2wt%的鎂、O. 2 2wt%的錳和70 90wt%的鋁。作為優選技術方案，本發明所述的鍍覆液，含有10 20wt%的硅、O. 5 2wt%的鉻、O. I lwt%的鎂、O. 5 2wt%的錳和75 85wt%的鋁 。硅硅具有抑制合金層生長的效果，同時具有提高鍍覆液的流動性并賦予光澤的效果，添加量在8%以上可以使鍍覆具有較好的光澤，添加量超過25%，鍍覆層內板狀的硅相析出并使得鍍覆層的加工性顯著劣化。因而，本發明中硅的添加量為8 25wt%，例如為8%、10%、12%、15%、18%、20%、22%、25% 等，優選 10 20wt%。鉻鍍覆液中添加的鉻，在鍍覆層的表面形成致密的鈍化態氧化保護膜使得鍍鋁鋼板的耐腐蝕性提高，同時通過在鍍覆液中形成鉻元素均勻分布起到使得合金層的結晶粒微細化的作用。還可以在鍍覆層內形成聚集的穩定形態的帶并使得加工性和加工后的剖切面的耐腐蝕性提高的作用。鉻含量在O. 2%以上才能使鍍覆液均勻分布，超過2%，則伴隨著鉻含量的增加鍍覆液的溫度需要上升，鍍覆液的溫度上升牽連浮渣的增加，結果增加的浮渣粘附在鍍覆鋼板的表面上而損害外觀，因而，本發明中鉻的添加量為O. 2 2wt%，例如為O. 2%、0· 3%、0· 5%、0· 8%、1%、I. 2%、I. 8%、2% 等，優選 O. 5 2wt%。鎂添加的鎂通過與靠近鍍覆層的空氣中的氧結合形成鈍化態保護膜，防止氧在合金層的內部擴散，抑制追加的腐蝕現象，使得耐熱性也得到改善。另外，鎂與鋁反應也具有阻斷氧擴散的效果，使得加工后的生鐵斷面的耐腐蝕性顯著地改善。為了保證耐腐蝕性，鎂的添加量不小于O. 05%,由分散度產生的效果變小，但當加入量大于2%時，使得鍍浴的表面產生劇烈氧化并使鍍浴的熔點升高，操作性劣化，浮渣產生量增加，因此本發明將鎂的添加量控制在 O. 05 2wt%,例如 O. 05%,O. 1%、0· 2%、0· 5%、0· 7%、1%、1· 3%、1· 5%、1· 8%、2% 等，優選
0.I lwt%。錳錳的加入使得鍍覆鋼板在大的沖擊磨料磨損條件下使用時具有很強的加工硬化能力，同時兼有良好的韌性和塑性，從而保證在鍍覆后鋼板的強度，增加鋼板的耐磨性。為了保證發揮此作用，其添加量不小于O. 2%，但當添加量大于2%時，鋼板淬火之后的抗沖擊性能受損，因此本發明將錳的添加量控制為O. 2^2wt%,例如O. 2%、0. 5%、0. 7%、1%、1. 3%、
1.5%、I. 7%、2% 等，優選 O. 5 2wt%。本發明是基于所謂通過在鋁和硅的鍍覆液中同時添加鉻、鎂和錳，使生成核的機會增多，鍍鋅板的花紋被微細化。由于添加的成分在鋼板于金屬溶液內鍍覆處理之后分散至鍍覆層內生成許多核，鍍覆材料凝固的過程中晶粒邊界間發生相互干涉的作用，從而完成控制晶粒生長所分配的任務。因而，也能夠發揮確保綺麗的表面外觀，具有很好的耐腐蝕性同時抑制鋁和鐵的合金層的生長并形成加工性優良的鍍覆保護膜層，錳的加入也保證了耐磨性能。作為優選技術方案，本發明所述的鍍覆液，錳與鉻的含量之和不小于lwt%，優選不小于I. 5wt%。當錳和鉻的含量之和不小于1%時，可獲得良好地噴漆后耐腐蝕性。作為優選技術方案，本發明所述的鍍覆液，還含有鎳、銅或硼中一種或多種。作為優選技術方案，本發明所述的鍍覆液，所述的鎳含量為O. f lwt%，所述的銅含量為O. I lwt%，m述的硼含量為(λ 0Γ0. 05wt%。鎳和銅具有在高溫加熱之后的壓制成型期間通過改變高溫加熱期間合金化鋁鍍層的狀態來改變表面裂縫的效果，并且可提高成型產品噴漆后耐腐蝕性能，為了使該效果發揮作用并且使其添加量不過飽和，將鎳的添加量控制在O. flwt%，例如可以為O. 1%、 O. 3%、0· 5%、0· 8%、1% 等，銅的添加量控制在 O. riwt%,例如可以為 O. 1%、0· 3%、0· 5%、0· 8%、1%等。硼的加入是為了提高鍍覆鋼板成型期間或之后冷卻時的可硬化性，提高耐磨性，為了發揮該作用并且使加入的量不造成浪費及其他副作用，將其含量控制在O. 0Γ0. 05wt%，例如可以為 O. 01%、O. 03%、O. 04%、O. 05% 等。本發明的目的之一還在于提供一種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆方法，所述鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為680 750°C，優選70(T750°C。如果基體鋼板的浸入溫度變為低于6800C，則鍍覆保護膜的外觀變差，涂膜密合性降低，高于750°C以上，由于基體鋼板的熱擴散變快導致合金層的異常生長，加工性差，同時在金屬溶液內過多生成氧化物層。因此本發明選擇鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為680 750°C，例如680°C、690°C、70(TC、715°C、725°C、740°C、750°C等，優選 70(T750°C。作為優選技術方案，本發明所述的鍍覆方法，鍍覆附著量以單面為基準為80 200g/m2，優選10(Tl50g/m2。如果鍍覆附著量在80g/m2以下，控制附著量的氣刀設備的空氣壓力增加過多、發生附著量的偏差，與此同時由于金屬溶液內表面氧化物的急速增加，發生保護膜的外觀損傷及氧化浮渣的粘附。如果大于200g/m2，則出現合金層過多形成并且加工性顯著降低的問題。因此，本發明的鍍覆附著量以單面為基準控制在80 200g/m2，例如80g/m2、100g/m2、120g/m2、130g/m2、150g/m2、190g/m2、200g/m2 等，優選 100 150g/m2。利用本發明所提供的鍍覆液及鍍覆方法可采用熱鍍法、電泳法和真空蒸鍍法獲得鋁合金鍍覆鋼板。本發明所提供的鍍覆液進行鋼板鍍覆可獲得加工性能優良、外觀質量較好的產品，同時減少在成形加工時出現的鍍覆層的剝離和鍍覆保護膜的裂縫，在加工后也能夠具有優良的耐腐蝕性及耐磨性。使用本發明的鋼板，可以制造具有更優良耐腐蝕性及耐磨性的汽車用的消音器、耐熱家電制品等。
具體實施例方式為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，本發明的典型但非限制性的實施例如下實施例I鍍覆液含有8wt%的硅、0. 5wt%的鉻、2wt%的鎂、0. 5wt%的錳和89wt%的鋁。在無氧化爐型熔融試驗設備中將鋼板厚0. 8毫米、寬300毫米的冷軋鋼板，以鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為680°C，鍍覆附著量以單面為基準為80g/m2制造鋁合金鍍覆鋼板。
實施例2鍍覆液含有12wt%的硅、O. 2wt%的鉻、O. 05wt%的鎂、2wt%的錳和85. 75wt%的鋁。在無氧化爐型熔融試驗設備中將鋼板厚O. 8毫米、寬300毫米的冷軋鋼板，以鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為700°C，鍍覆附著量以單面為基準為120g/m2制造鋁合金鍍覆鋼板。實施例3鍍覆液含有25wt%的硅、2wt%的鉻、O. lwt%的鎂、O. 2wt%的錳、71. 7wt%的鋁和lwt%的鎳。在無氧化爐型熔融試驗設備中將鋼板厚O. 8毫米、寬300毫米的冷軋鋼板，以鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為720°C，鍍覆附著量以單面為基準為150g/m2制造鋁合金鍍覆鋼板。實施例4鍍覆液含有10wt%的硅、2wt%的鉻、O. lwt%的鎂、I. 5wt%的錳、85. 3wt%的鋁、 O. lwt%的鎳、lwt%的銅。在無氧化爐型熔融試驗設備中將鋼板厚O. 8毫米、寬300毫米的冷軋鋼板，以鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為750°C，鍍覆附著量以單面為基準為170g/m2制造鋁合金鍍覆鋼板。實施例5鍍覆液含有20wt%的硅、O. 5wt%的鉻、lwt%的鎂、O. 5wt%的錳和77. 35wt%的鋁、O. 5wt%的鎳、O. lwt%的銅、O. 05wt%的硼。在無氧化爐型熔融試驗設備中將鋼板厚O. 8毫米、寬300毫米的冷軋鋼板，以鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為710°C，鍍覆附著量以單面為基準為200g/m2制造鋁合金鍍覆鋼板。實施例6鍍覆液含有15wt%的硅、I. 5wt%的鉻、O. 75wt%的鎂、I. 45wt%的錳和79. 99wt%的鋁、O. 7wt%的鎳、O. 6wt%的銅、O. 01wt%的硼。在無氧化爐型熔融試驗設備中將鋼板厚O. 8毫米、寬300毫米的冷軋鋼板，以鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為740°C，鍍覆附著量以單面為基準為130g/m2制造招合金鍍覆鋼板。對比例對比例1、2、3、4分別為CN1208493C中的發明例3、5、8、9。按實施例I飛及對比例f 4的組成制造鋁合金鍍覆鋼板。以耐腐蝕性、加工性及耐磨性作為評價項目，耐腐蝕性根據KSD9504試驗法在5%、350C NaCl鹽水噴霧試驗氣氛中經過最初發生鐵銹的時間比較評價，加工性根據KSD0006試驗法做完180°C OT彎曲試驗之后，用3(Γ50倍率的立體顯微鏡觀察產生的裂縫的寬度(剖切面的寬度)，通過測定剖切面的寬度大小比較評價。耐磨性在球-盤式磨損機上進行磨損試驗，對磨材料為經熱處理的SCM435，記錄體積磨損量。本發明實施例制得的鋼板中測得的最大的磨損量僅為對比例中測得的最小值的1/10。鍍覆附著量用氣刀調節，制造出的鋁合金鍍覆鋼板的評價結果表示在表I中。表I
權利要求
1.ー種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆液，其特征在于，含有8 25wt%的硅、0. 2 2wt%的鉻、0.05 2wt%的鎂、0. 2 2wt%的錳和70 90wt%的鋁。
2.如權利要求I所述的鍍覆液，其特征在于，含有10 20wt%的硅、0.5 2wt%的鉻、0.I lwt%的鎂、0. 5 2wt%的錳和75 85wt%的鋁。
3.如權利要求I或2所述的鍍覆液，其特征在干，錳與鉻的含量之和不小于lwt%，優選不小于I. 5wt%0
4.如權利要求f3任一項所述的鍍覆液，其特征在于，還含有鎳、銅或硼中ー種或多種。
5.如權利要求4所述的鍍覆液，其特征在于，所述的鎳含量為0.f lwt%，所述的銅含量為0. I lwt%，所述的硼含量為0. 01 0. 05wt%o
6.ー種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆方法，其特征在干，所述鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為680 750°C，優選 700 750°C。
7.如權利要求6所述的鍍覆方法，其特征在于，鍍覆附著量以單面為基準為80 200g/m2，優選 10(Tl50g/m2。
全文摘要
本發明涉及一種鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆液及鍍覆方法。本發明所提供的鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆液含有8～25wt%的硅、0.2～2wt%的鉻、0.05～2wt%的鎂、0.2~2wt%的錳和70~90wt%的鋁。本發明所提供的鋁合金鍍覆鋼板的鍍覆方法，的鋁合金鍍覆鋼板的浸入溫度為680～750℃,鍍覆附著量以單面為基準為80～200g/m2。利用本發明所提供的方法及鍍覆液制得的鋁合金鍍覆鋼板的表面外觀得到改善，而且耐腐蝕性、耐磨損性能和加工性能優異，使用具有該特性的鋼板，可以制造具有更優良耐腐蝕性及耐磨性的汽車用的消音器、耐熱家電制品等。
文檔編號C23C2/12GK102758162SQ201210239388
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者葉偉炳 申請人:東莞市聞譽實業有限公司