專利名稱：一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及金屬表面鍍覆領域，特別涉及一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝。
背景技術：
熱鍍鋅帶鋼由于其良好的耐腐蝕性能、優良的涂鍍性能和潔凈的外觀在家用電器、汽車車身用板等制造業中得到了廣泛的應用。對熱鍍鋅帶鋼鍍層的要求是鍍層與基板的附著力強，沖壓變形時不脫落，另外要有良好的焊接性能、耐腐蝕性能和磷化性能，以確保漆膜的附著力和涂漆后的耐腐蝕性。然而，熱鍍鋅帶鋼在實際應用的沖壓加工過程中存在鍍層的粉化和剝離等問題，造成了鍍層的破壞，進一步影響到鍍層的耐腐蝕性和涂著性。鍍鋅帶鋼鍍層的附著性除了受基體帶鋼的成分、工藝條件的影響外，還主要受到鍍層的成分和組織結構的影響。粉化和剝離與鍍層的化學成分及相結構有關，鍍層粉化量隨鍍層中的鐵含量升高而增多。鍍層的粉化為Γ相兩側的界面形成微裂紋，擴展后貫穿整個鍍層形成。Γ相厚度超過Ι.ομπι時，粉化量隨Γ相的厚度增加而增加，將鍍層中的鐵含量控制在11%左右，就可以阻礙厚的Γ相形成，因此抗粉化性能的主要影響因素是δ相 (細晶結構)和ζ相(柱狀結構)。δ相硬而脆，對成形性不利，ζ相硬度與基體帶鋼相當，在形變時利于釋放鍍層中的殘余應力，但其韌性高，易粘在模具上造成鍍層表面缺陷或者發生剝離。因此只有當鍍層中的ζ相和δ相具有適當比例時，鍍層才具有好的成形性。 鍍層表面ξ相消失而不均勻的致密S相未出現時的鍍層組織是最佳鍍層組織。另外，國外還研究了熱鍍鋅帶鋼!^e-Al中間層的結構，發現中間層由 ^2Α15和 FeA13組成，并且該層可以延遲1 - 合金層的形成。Si在中間層晶粒邊界的溶解對于中間層的形成起著重要的作用，它直接影響著i^e-Al中間層的形成。熱鍍鋅帶鋼的鋼基與鋅層之間的!^-Al中間過渡層中的鋁含量是衡量鍍層粘附強度的一個重要標準。但是，Fe-Al中間過渡層中含有較高的鋁量，僅是獲得良好鍍層粘附力的必要條件，而不是充分條件。因為只有當鋅在i^e-Al中間過渡層中的不飽和溶解和形成貧鋅固溶體時，此層才能起到粘附作用和阻止1 - 擴散的作用，并形成薄的1 - 合金層，此時，鍍層附著性較好。若&1在狗41中間過渡層中的溶解度達到過飽和并生成了富鋅固溶體時，這時中間層中的Al絕對含量雖然沒有減少，但是Al的百分含量卻顯著下降， 同時因為鋅的過飽和而破壞了 i^e-Al中間過渡層的均質性，由此便使中間層喪失了粘附作用和阻止擴散作用，并且形成較厚的1 - 合金層，使鋅層的附著力同時變壞。現有技術中通過改變帶鋼的成分或通過控制熱鍍鋅帶鋼的表面粗糙度使表面形成被膜技術來改善鍍層與鋼基的附著性，但是未取得較好的效果，目前通過控制鍍層成分和組織結構來改善鍍層與鋼基附著性的方法還不理想。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝， 通過控制熱鍍鋅工藝鍍浴中的成分來控制 ^-Α 1中間過渡層中的Al/Zn比例，減少 ^-Ζη
3合金層的形成，調整鍍層的最優晶粒取向，提高鍍層的附著性。為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝，該工藝包括如下步驟(1)鍍層熔液的配置取鋅錠90 92份、鋁錠5 8份、純鐵3 5份、銅錠0.8 1. 2份、鎂錠0. 3 0. 8份放在感應加熱爐中熔化，熔化加熱溫度710 730°C，均勻化后控制鍍層熔液溫度為650 670°C，待用；(2)帶鋼脫脂前處理帶鋼開卷后先進入化學脫脂處理溶液槽內進行化學脫脂， 溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為2. 5 3. 5%, 溶液溫度為70 90°C ；然后進入第一清水槽進行清洗；再進入電解脫脂溶液槽內進行電解脫脂，溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為1. 0 1. 5%，溶液溫度為70 90°C ；然后再進入第二清水槽進行清洗；整個過程控制機速為 80 100米/分；(3)帶鋼退火處理脫脂并清洗后的帶鋼進入連續退火爐中進行熱處理熱處理溫度為730 750°C，控制機速為80 100米/分；(4)帶鋼熱浸鍍鋅使退火處理后的帶鋼進入第(1)步制備的熔液中進行雙面浸鍍，控制機速為80 100米/分；(5)氣刀控厚將上述進行浸涂鍍層熔液的帶鋼在氣刀下控制鍍層的厚度，氣刀壓力為0. 008 0. OlMPa，鍍層厚度50 80克/平方米；(6)后處理對經氣刀控厚處理后的帶鋼進行冷卻；然后進行光整，光整壓力為 220 240噸；然后進行拉矯處理，張力為10 15噸；再進行鈍化處理；鈍化液為水中加入鉻酸，鉻酸的重量百分濃度為30 40% ；最后進行烘干處理溫度為50 70°C ；后處理過程仍控制機速為80 100米/分。所述帶鋼以重量百分比計，含有C 0. 04 0. 08%,Mn :0. 05 0. 08%, Si :0. 19 0. 30%, P 彡 0. 015%, S 彡 0. 02%，其余為 Fe。本發明的有益效果是(1)本發明的熱鍍鋅工藝條件使帶鋼基材與鋅鍍層之間的!^e-Al中間過渡層可以阻止!^e、ai之間的相互擴散，減少1 - 合金層的形成，鍍層中不會形成r相，δ相較薄， I相很少，鍍層大部分由n相組成，提高了熱鍍鋅帶鋼鍍層的附著性，鍍層鋅粉脫落、剝離等現象減少；(2)本發明在大量實驗的基礎上確定的熱鍍鋅工藝條件及參數實現了有利的組合，使熱鍍鋅帶鋼的鍍層晶粒取向優化，鍍層的抗劃性、耐磨性及附著性能明顯提高；(3)本發明的熱鍍鋅生產工藝簡單，成本較低。
具體實施例方式下述實施例所采用的帶鋼以重量百分比計，含有C 0. 04 0. 08%，Mn :0. 05 0. 08%,Si 0. 19 0. 30%,P ^ 0. 015%,S ^ 0. 02%，其余為 Fe。規格為寬度為 1000 1250mm ；厚度為 0. 5 2. Omm實施例一一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝，該工藝包括如下步驟
(1)、鍍層熔液的配置取鋅錠90份、鋁錠8份、純鐵3份、銅錠1. 2份、鎂錠0. 3 份放在感應加熱爐中熔化，熔化加熱溫度730°C，均勻化后控制鍍層熔液溫度為650°C，待用；(2)帶鋼脫脂前處理帶鋼開卷后先進入化學脫脂處理溶液槽內進行化學脫脂， 溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為2. 5%，溶液溫度為90°C ；然后進入第一清水槽進行清洗；再進入電解脫脂溶液槽內進行電解脫脂，溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為:1.0%，溶液溫度為 900C ；然后再進入第二清水槽進行清洗；整個過程控制機速為80米/分；(3)帶鋼退火處理脫脂并清洗后的帶鋼進入連續退火爐中進行熱處理熱處理溫度為730°C，控制機速為80米/分；(4)帶鋼熱浸鍍鋅使退火處理后的帶鋼進入第(1)步制備的熔液中進行雙面浸鍍，控制機速為80米/分；(5)氣刀控厚將上述進行浸涂鍍層熔液的帶鋼在氣刀下控制鍍層的厚度，氣刀壓力為0. OOSMPa,鍍層厚度80克/平方米；(6)后處理對經氣刀控厚處理后的帶鋼進行冷卻；然后進行光整，光整壓力為 220噸；然后進行拉矯處理，張力為15噸；再進行鈍化處理；鈍化液為水中加入鉻酸，鉻酸的重量百分濃度為30% ；最后進行烘干處理溫度為70°C ；后處理過程仍控制機速為80 米/分。實施例二一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝，該工藝包括如下步驟(1)鍍層熔液的配置取鋅錠92份、鋁錠5份、純鐵5份、銅錠0.8份、鎂錠0.8份放在感應加熱爐中熔化，熔化加熱溫度710°C，均勻化后控制鍍層熔液溫度為670°C，待用；(2)帶鋼脫脂前處理帶鋼開卷后先進入化學脫脂處理溶液槽內進行化學脫脂， 溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為3. 5%，溶液溫度為70°C ；然后進入第一清水槽進行清洗；再進入電解脫脂溶液槽內進行電解脫脂，溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為1. 5%，溶液溫度為 700C ；然后再進入第二清水槽進行清洗；整個過程控制機速為100米/分；(3)帶鋼退火處理脫脂并清洗后的帶鋼進入連續退火爐中進行熱處理熱處理溫度為750°C，控制機速為100米/分；(4)帶鋼熱浸鍍鋅使退火處理后的帶鋼進入第(1)步制備的熔液中進行雙面浸鍍，控制機速為100米/分；(5)氣刀控厚將上述進行浸涂鍍層熔液的帶鋼在氣刀下控制鍍層的厚度，氣刀壓力為0. OlMPa,鍍層厚度50克/平方米；(6)后處理對經氣刀控厚處理后的帶鋼進行冷卻；然后進行光整，光整壓力為 240噸；然后進行拉矯處理，張力為10噸；再進行鈍化處理；鈍化液為水中加入鉻酸，鉻酸的重量百分濃度為40% ；最后進行烘干處理溫度為50°C ；后處理過程仍控制機速為100 米/分。實施例三一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝，該工藝包括如下步驟
(1)鍍層熔液的配置取鋅錠91份、鋁錠6份、純鐵4份、銅錠1.0份、鎂錠0.5份放在感應加熱爐中熔化，熔化加熱溫度720°C，均勻化后控制鍍層熔液溫度為660°C，待用；(2)帶鋼脫脂前處理帶鋼開卷后先進入化學脫脂處理溶液槽內進行化學脫脂， 溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為3. 0%，溶液溫度為80°C ；然后進入第一清水槽進行清洗；再進入電解脫脂溶液槽內進行電解脫脂，溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為:1.2%，溶液溫度為 80°C ；然后再進入第二清水槽進行清洗；整個過程控制機速為90米/分；(3)帶鋼退火處理脫脂并清洗后的帶鋼進入連續退火爐中進行熱處理熱處理溫度為740V，控制機速為90米/分；(4)帶鋼熱浸鍍鋅使退火處理后的帶鋼進入第(1)步制備的熔液中進行雙面浸鍍，控制機速為90米/分；(5)氣刀控厚將上述進行浸涂鍍層熔液的帶鋼在氣刀下控制鍍層的厚度，氣刀壓力為0. 009MPa,鍍層厚度60克/平方米；(6)后處理對經氣刀控厚處理后的帶鋼進行冷卻；然后進行光整，光整壓力為 230噸；然后進行拉矯處理，張力為12噸；再進行鈍化處理；鈍化液為水中加入鉻酸，鉻酸的重量百分濃度為35% ；最后進行烘干處理溫度為60°C ；后處理過程仍控制機速為90 米/分。對實施例一至三制備的熱浸鍍鋅鋼帶進行了鍍層抗脫落性能、鍍層抗劃性能和鍍層耐磨性能測試。其中抗剝落性能通過“U”形彎曲試驗來檢驗鍍層的抗脫落性能。彎曲試驗按照國標GB/T 232-1999(金屬材料彎曲試驗方法)進行，試樣制備參考GB/T 四75-1998(鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備)；鍍層抗劃性能試驗在美國 CETR UMT-2型多功能摩擦磨損試驗機上完成，抗劃性能試驗應用劃痕試驗裝置部分，劃痕試驗的壓頭為鏟形金剛石，頭部曲率半徑為800 μ m。劃痕試驗采用線性增加的加載方式，選用加載載荷從0.5N增加至2N。試驗后應用Ambios XP2型輪廓儀測量各鍍層試驗后的劃痕輪廓形貌。鍍層耐磨性能試驗在美國CETR UMT-2型多功能摩擦磨損試驗機往復滑動摩擦試驗平臺上完成。上試樣(對磨試樣)為直徑IOmm的不銹鋼圓球，下試樣為熱鍍鋅帶鋼。 往復滑動摩擦磨損試驗參數為法向載荷而=2N，往復位移幅值D = 2mm，相對運動速度V =2mm/s，運行時間t = 1000s，循環次數N = 500。試驗后應用Ambios XP2型輪廓儀測量各鍍層試驗后的磨痕輪廓形貌。結果如表1所示表1實施例一至三制備的熱浸鍍鋅帶鋼的附著性能
權利要求
1.一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝，其特征在于，該工藝包括如下步驟(1)鍍層熔液的配置取鋅錠90 92份、鋁錠5 8份、純鐵3 5份、銅錠0.8 1. 2 份、鎂錠0. 3 0. 8份放在感應加熱爐中熔化，熔化加熱溫度710 730°C，均勻化后控制鍍層熔液溫度為650 670°C，待用；(2)帶鋼脫脂前處理帶鋼開卷后先進入化學脫脂處理溶液槽內進行化學脫脂，溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為2. 5 3. 5%，溶液溫度為70 90°C ；然后進入第一清水槽進行清洗；再進入電解脫脂溶液槽內進行電解脫脂，溶液槽內放入水和固堿制成水堿溶液，水堿溶液中固堿的重量百分濃度為1.0 1. 5%，溶液溫度為70 90°C ；然后再進入第二清水槽進行清洗；整個過程控制機速為 80 100米/分；(3)帶鋼退火處理脫脂并清洗后的帶鋼進入連續退火爐中進行熱處理熱處理溫度為730 750°C，控制機速為80 100米/分；(4)帶鋼熱浸鍍鋅使退火處理后的帶鋼進入第(1)步制備的熔液中進行雙面浸鍍，控制機速為80 100米/分；(5)氣刀控厚將上述進行浸涂鍍層熔液的帶鋼在氣刀下控制鍍層的厚度，氣刀壓力為0. 008 0. OlMPa,鍍層厚度50 80克/平方米；(6)后處理對經氣刀控厚處理后的帶鋼進行冷卻；然后進行光整，光整壓力為220 240噸；然后進行拉矯處理，張力為10 15噸；再進行鈍化處理；鈍化液為水中加入鉻酸， 鉻酸的重量百分濃度為30 40% ；最后進行烘干處理溫度為50 70°C ；后處理過程仍控制機速為80 100米/分。
2.如權利要求1所述的工藝，其中所述帶鋼以重量百分比計，含有C0. 04 0. 08%， Mn 0. 05 0. 08%, Si :0. 19 0. 30%, P 彡 0. 015%, S 彡 0. 02%，其余為 Fe。
全文摘要
本發明公開了一種帶鋼連續熱浸鍍鋅工藝，通過本發明在大量實驗的基礎上確定了鍍層熔液的配置鋅錠90～92份、鋁錠5～8份、純鐵3～5份、銅錠0.8～1.2份、鎂錠0.3～0.8份，并通過優化熱鍍鋅工藝條件及參數實現了有利的組合，使熱鍍鋅帶鋼的鍍層大部分由η相組成，鍍層晶粒取向優化，鍍層的抗劃性、耐磨性及附著性能明顯提高。
文檔編號C23C2/16GK102286716SQ201110247888
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者王一新, 黎立 申請人:無錫舜特金屬制品有限公司