BRPI0705649A2

BRPI0705649A2 - lámina de aço revestido de alumìnio por imersão a quente e método de fabricação de lámina de aço revestido de alumìnio por imersão a quente

Info

Publication number: BRPI0705649A2
Application number: BRPI0705649-4A
Authority: BR
Inventors: Jang Hyun Choi; Byeong Moon Lim; Jae In Jeong
Original assignee: Union Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2010-03-16
Also published as: RU2381298C2; RU2007148803A; KR20090038756A

Abstract

LAMINA DE AçO REVESTIDO DE ALUMìNIO POR IMERSãO A QUENTE E MéTODO DE FABRICAçãO DE LAMINA DE AçO REVESTIDO DE ALUMìNIO POR IMERSãO A QUENTE. Inclui uma lâmina de aço de substrato e uma camada de revestimento. A camada de revestimento inclui 8 a 15 wt % de Si, 0,26 a 1,50 wt % de Cr, 0,50 a 1,50 wt % de Mg e o Al restante. A camada de revestimento inclui uma camada intermediária enriquecida por Cr listrada incluindo um composto intermetálico em uma seção da mesma. A lâmina de aço revestida por alumínio possui excelente resistência à corrosão, resistência térmica e usinabilidade.

Description

"LÂMINA DE AÇO REVESTIDO DEALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DELAMINA DE AÇO REVESTIDO DE ALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE"

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica obeneficio do Pedido de Patente Coreano N° 2 007-104218 quefoi depositado em 16 de outubro de 2007, que é pelo presenteincorporado por referência como se totalmente estabelecidono presente.

Í0 HISTÓRICO DA INVENÇÃO

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-sea um método para fabricar uma lâmina de aço revestida dealuminio por imersão a quente, e mais especificamente, a umalâmina de aço revestida de aluminio por imersão a.quente'comexcelente resistência à corrosão, resistência térmica eusinabilidade, o que inclui uma lâmina de aço de substrato,uma camada de revestimento consistindo em componentes de Cr,Mg, Si e Al, e uma camada intermediária listrada enriquecida com crorno formada em uma seção da camada de revestimento, eum método de fabricação da mesma.

2. Discussão da Técnica Relacionada

As lâminas de aço revestidaspor imersão a quente comercialmente disponíveis incluem uma lâmina de aço revestida por zinco, uma lâmina de açorevestida por aluminio e uma lâmina de aço revestida porliga de aluminio-zinco.

A lâmina de aço revestida porzinco representativa é uma lâmina de aço revestida de zincopor imersão a quente incluindo cerca de 0,2 wt % de Al. Alâmina de aço revestida por alumínio inclui uma lâmina deaço revestida por alumínio Tipo-I compreendendo cerca de 10wt % de Si e uma lâmina de aço revestida por alumínio Tipo-11 com uma composição de banho galvanico consistindo somenteem alumínio. Uma lâmina de aço revestida por liga dealuminio-zinco inclui um Galvalume™ consistindo em 55% deAl, 43,4% de Zn, e uma pequena quantidade de Si.

Esses produtos da lâmina deaço revestida diferem no método de serviço, aparência equalidade dependendo das propriedades dos componentes derevestimentos e são utilizados adequadamente de acordo comas suas propriedades.

De modo geral, a lâmina de açorevestida por zinco e um Galvalume revestido por liga dezinco-alumínio protegem uma borda de corte dos mesmos ou umalâmina de aço de substrato de uma porção de sub-revestimento(micro-zona nua) ao utilizar as propriedades desacrifício do zinco (Zn) dos componentes de revestimento.Entretanto, o Zn possui resistência à corrosão maisdeficiente do que a película oxidável de A1203 formado em umalumínio (Al) em um ambiente corrosivo, de modo que a porçãorevestida por Zn é corroída antes. Além do mais, quando oteor de zinco é pequeno, o zinco de sacrificio não funcionae a corrosão prematura da porção revestida por zinco éacelerada. O zinco é um metal com baixo ponto de fusão. Deforma correspondente, quando o zinco está presente como umelemento de liga no banho galvânico, ele pode aumentar aescória oxidável ou vapores do zinco. Para impedir isso, atemperatura do banho galvânico deve ser ajustada de mododiferente de acordo com uma pequena alteração no teor docomponente de zinco. De forma correspondente, é dificilaplicar o zinco aos produtos, tais como materiais para peçasde automóveis, exigindo resistência térmica e resistência àcorrosão da camada de revestimento.

Entretanto, entre as lâminasde aço revestidas por aluminio, a lâmina de aço revestidapor aluminio Tipo-I inclui uma camada de revestimentoformada pelo revestimento de uma lâmina de aço de substratocom Al e cerca de 10 wt J de Si. 0 uso de Si supera a baixaresistência do aluminio e permite que a lâmina de açorevestida por aluminio Tipo-I tenha resistência maisexcelente à corrosão, resistência térmica, e refletividadedo calor do que a lâmina de aço revestida por zinco. Essalâmina de aço revestida por aluminio é principalmenteutilizada para amortecedores de automóvel, caldeiras,trocadores de calor, lareiras, produtos eletrônicos deconsumidor para cozinhas, etc., bem como materiais tipicosde construção que exigem a resistência à corrosão eresistência térmica.

Na lâmina de aço revestida poraluminio, uma pelicula oxidável estável e denso formado nasuperfície da camada de revestimento reduz o dano àaparência, desçoloração e uma alteração na rigidez da camadade revestimento, mesmo que a lâmina de aço revestida poralumínio seja utilizada por um longo tempo a cerca de 450°C.Entretanto, nas temperaturas acima de 450 °C, a textura dasuperfície é alterada para uma camada de liga de Al-Fe,conduzindo à descoloração e relativamente baixa resistênciatérmica e resistência à corrosão. Dessa forma, a lâmina deaço revestida por alumínio é aplicável em alguma medida emuma temperatura de 600°C ou menos, porém a lâmina de açorevestida por alumínio sofre de degradação súbita daresistência térmica e resistência à corrosão em umatemperatura acima de 600°C.

Uma lâmina de aço obtida pelorevestimento de uma lâmina de aço enrolada a frio normal comalumínio em um menor preço e gravidade especifica possui umaa camada de revestimento quase três vezes mais espessa com omesmo peso de revestimento do que a lâmina de aço revestidapor zinco e então fornece eficiência mais econômica,resistência térmica e resistência à corrosão. A lâmina deaço revestida por alumínio é amplamente utilizada como ummaterial para um sistema de exaustão de automóvel ou ummaterial elétrico e eletrônico devido às suas vantagens debaixo preço e alta resistência térmica e resistência àcorrosão. Entretanto, no sistema de exaustão de automóvel,considerando que uma lâmina de aço revestida pode sermontada em uma parte inferior externa de um automóvel e atemperatura de um gás de escape pode ser elevada até 8 00°C,o sistema de exaustão de automóvel pode sofrer decondensação em um processo de resfriamento e oxidaçãotérmica em alta temperatura, pode estar exposto aos fortesambientes corrosivos externos, tais como um inibidor deformação de gelo para estradas, e pode ser arranhado nasestradas. De forma correspondente, quando a camada derevestimento de aluminio na superficie da lâmina de açorevestida é danificada, uma lâmina de aço enrolada a friointerna pode ser exposta ao exterior e ferrugem pode serfacilmente criada na superficie da lâmina de aço, provocandodefeitos de aparência e corrosão.

Em uma técnica revelada naPublicação Exposta da Patente Coreana N° 2001-1152 47, oMg2Si é fornecido em uma lâmina de aço revestida de Zn-Al-Mg-Si por imersão a quente com base nos materiais derevestimento de zinco e aluminio para melhorar a resistênciaà corrosão - Em uma técnica revelada na Publicação Expostada Patente Coreana N° 2000-328261, o Mg2Si é fornecido emuma lâmina de aço revestida de Al-Mg-Si por imersão a quentepara melhorar a resistência à corrosão. Entretanto, essaslâminas de aço revestidas não possuem uniformidade desuperficie suficiente e resistência térmica substancialmentemelhorada e qualidade de ser moldada em comparação com aslâminas de aço revestidas por aluminio existentes. Assim,as lâminas de aço revestidas reveladas possuem resistênciatérmica, resistência à corrosão e usinabilidade deficientes.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção édirecionada a uma lâmina de aço revestida por aluminio comexcelente resistência à corrosão, resistência térmica eusinabilidade ao ajustar o teor das composições de banhogalvanico compreendendo Cr e Mg, temperatura de banho etemperatura de banho de uma lâmina de aço de substrato.

A presente invenção também édirecionada a uma lâmina de aço revestida por alumínio capazde melhorar a resistência à corrosão e resistência térmicaao formar uma camada intermediária continua enriquecida porCr em uma estrutura secional de uma camada de revestimento,e de melhorar a usinabilidade da camada de revestimento aosuprimir uma fenda utilizando rigidez mais baixa eresistência comparada com uma camada composta intermetálicaem uma porção inferior.

A presente invenção também édirecionada a um método para facilmente atingir o teoruniforme das composições de Cr e Mg em um banho galvanico eminimizar os vapores, escória e semelhantes ao colocar oscomponentes de banho galvanico como composições precursorasde liga no banho galvanico com antecedência.

De acordo com um aspecto dainvenção, uma lâmina de aço revestida de alumínio porimersão a quente compreende uma lâmina de aço de substrato euma camada de revestimento, a camada de revestimentocompreende 8 a 15 wt % de Si, 0,26 a 1,50 wt % de Cr, 0,50 a1,50 wt % de Mg, e o Al restante, e a camada de revestimentocompreende uma camada intermediária listrada incluindo umcomposto intermetálico de cromo-aluminio em uma seção damesma.

De acordo com outro aspecto dainvenção, um método para fabricar uma lâmina de açorevestida de alumínio por imersão a quente compreende asetapas de imergir uma lâmina de aço de substrato em um banhogalvânico incluindo uma composição de banho galvânicocontendo 8 a 15 wt % de Si, 0,26 a 1,50 wt % de Cr, 0,50 a1,50 wt % de Mg, e o Al restante, e passar a lâmina de açode substrato através do banho galvânico para formar umacamada de revestimento na lâmina de aço de substrato. Umpeso de revestimento em um lado da camada de revestimentopode ser de 15 a 150g/m2.

A composição de banhogalvânico pode ser colocada no banho galvânico como umestado de uma liga precursora de quatro elementos de Al-Si-Cr-Mg ou três elementos de Al-Cr-Mg e derretida no banhogalvânico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características acima eoutras características e vantagens da presente invençãotornar-se-ão mais aparentes para aqueles com habilidadeordinária na técnica ao descrever em detalhes asconfigurações exemplares preferidas da mesma com referênciaaos desenhos anexos, em que:

a figura 1 mostra fotografias SEM (X 1500) das texturassecionais de uma lâmina de aço revestida poralumínio e um estado de distribuição doscomponentes de revestimento de acordo com umaconfiguração exemplar da presente invenção;

a figura 2 mostra fotografias SEM (X 500) das texturas desuperfície de uma lâmina de aço revestida poralumínio e um estado de distribuição doscomponentes de revestimento de acordo com umaconfiguração exemplar da presente invenção;

a figura 3 é um gráfico mostrando o teor dos componentes derevestimento com uma profundidade de uma camadade revestimento de uma lâmina de aço revestidapor Al incluindo 0,25 wt % de Cr de acordo comum exemplo comparativo;

a figura 4 é um gráfico mostrando o teor dos componentes derevestimento com uma profundidade de uma camadade revestimento de uma lâmina de aço revestidapor Al de acordo com uma configuração exemplarda presente invenção;

a figura 5 é um gráfico mostrando o comportamento depolarização potenciodinâmica de uma lâmina deaço revestida por aluminio de acordo com umaconfiguração exemplar da presente invenção e umalâmina de aço revestida por Al de acordo com umexemplo comparativo;

a figura 6 mostra fotografias dos resultados de um teste depulverização de sal nas lâminas de açorevestidas por aluminio de acordo com umaconfiguração exemplar da presente invenção; e

a figura 7 mostra fotografias da geração de fenda daslâminas de aço revestidas por aluminio curvadasde acordo com uma configuração exemplar dapresente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES EXEMPLARESDoravante, as configuraçõesexemplares da presente invenção serão descritas em detalhescom referência aos desenhos anexos, em que os numeraissemelhantes referem-se aos elementos semelhantes e asdescrições repetitivas serão evitadas conforme anecessidade.

Os termos ou palavrasutilizados nesta especificação e nas reivindicações anexasnão devem ser interpretados como tendo significados geraisou léxicos. Ao invés disso, eles devem ser interpretadoscomo tendo significados e conceitos correspondentes aosensinamentos da presente invenção, considerando que osinventores são permitidos a definir os conceitos dos termospara ilustrar suas invenções do melhor modo.

0 presente inventor reconheceua partir de um estudo para melhorar a resistência àcorrosão, resistência térmica e qualidade de ser moldado deuma lâmina de aço revestida de alumínio por imersão aquente, que no esquema de galvanização de imersão a quenteem que um metal é revestido por ser derretido, uma pequenaalteração em um tipo de componentes em um banho galvânico euma proporção do teor de componente pode levar a uma grandediferença na usinabilidade e qualidade efetivas.

Isto é, Si insuficiente exigeuma alta temperatura de fusão. De forma correspondente, obanho galvânico deve ser mantido em uma alta temperatura.Apesar de tais altas temperaturas, o pequeno teor de Si nãotem um efeito suficiente de suprimir a reatividade do Al como Fe, resultando em uma camada de liga muito espessa de umacamada de revestimento. De forma correspondente, a

capacidade de ser moldado e a usinabilidade devido aopequeno componente anexo de galvanização são degradadas e asestruturas de rolamento em um banho são corroídas edesgastadas, assim degradando a produtividade e qualidade dalâmina de aço.

Al ém do ma i s, quando umacamada intermediária listrada não é formada devido ao Crinsuficiente, é dificil obter melhorada resistência àcorrosão, resistência térmica e a capacidade de ser moldado.O Mg não pode impedir que os produtos, devido à corrosão doMg, sejam formados em uma estrutura secional e, de formacorrespondente, a resistência à corrosão da borda de cortenão pode ser melhorada.

De forma correspondente, opresente inventor desenvolveu uma excelente lâmina de açorevestida por alumínio ao adequadamente controlar o tipo eteor dos componentes no banho galvanico. Isso será agoradescrito em detalhes.Si: 8 a 15 wt %

Primeiro, o Si das composiçõesno banho galvanico é um elemento colocado no banho galvanicopara controlar uma espessura de uma camada de liga frágil aosuprir a forte reatividade do alumínio e para minimizar aserosões de diversas estruturas de metal no banho galvanico eeluição do Fe a partir de uma lâmina de aço de substrato. Atemperatura do banho, a temperatura do banho da lâmina deaço de substrato, e uma textura de uma camada derevestimento variam com o teor do silício, assim afetando aqualidade e usinabilidade dos produtos.

Se o teor de Si for menor doque 8 wt %, uma camada composta intermetálica entre a lâminade aço de substrato e a camada de revestimento fica maisespessa e o número de fendas aumenta quando a lâmina de açoé curvada. Além do mais, uma quantidade de Fe eluído dediversos rolamentos no banho repentinamente aumenta e aescória composta consistindo em Fe-Al-Cr-Mg é formada. Aescória afunda para a parte inferior ou é anexada à camadade revestimento, assim degradando a usinabilidade equalidade de galvanização. Além disso, o rolamento, talcomo um rolamento de submersão, deve ser freqüentementesubstituído, considerando que um composto intermetálico deFe é anexado à estrutura do rolamento, assim degradando aprodutividade da lâmina de aço. Considerando que a fluide2do banho galvanico diminuiu, é necessário elevar atemperatura do banho para trabalho. Assim, os efeitosnegativos acima mencionados aumentam pelo Si diminuído.

Se o teor de Si exceder 15 wt%, muito do Si de formato de lingote é extraído para acamada de revestimento, assim aumentando as fendas de curvae linhas de fluxo. De forma correspondente, o teor de Si épreferivelmente 8 a 15 wt %.

Quando o teor de Si variar de8 a 10 wt %, a temperatura do banho galvanico é preferida em640 a 670 °C. Quando o teor de Si varia de 10 a 15 wt %, atemperatura do banho galvânico é preferida a 671 a 700°C.Cr: 8 a 1,50 wt %

O cromo é utilizado paraformar uma camada intermediária na forma de uma listracontinua enriquecida por Cr em um centro da camada derevestimento em uma seção do mesmo. 0 cromo é dispersadosobre a superfície da camada de revestimento para aumentar orefinamento e brilho da superfície.

Para elevar uma aparência desuperfície de uma lâmina de aço revestida por imersão aquente, um método para fornecer uma superfície com umacamada de revestimento incluindo 0,001 a 0,5% do compostointermetálico, tais como CrAl4, Cr2Al7, Cr2Al, TiAl3/ NiAl3 eCo2Al9/ com um ponto de fusão superior a 660°C em uma camadaprecursora de Zn-Al-Mg-Si, Al-Mg-Si, Zn-Al-Si ou Al-Si érevelado na Publicação Exposta de Patente Japonesa N° 2003-293108, que tem o objetivo de refinar um grão e melhorar auniformidade de superfície ao colocar um compostointermetálico, que inclui um elemento comumente conhecidocomo um elemento de refinação do grão para o alumínio, em umbanho. Entretanto, conforme o estado do composto

intermetálico, com o alto ponto de fusão, é colocado nobanho, o composto intermetálico não é bem fundido e forma aescória oxidável. Por esse motivo, é difícil colocar ocomposto intermetálico com uma quantidade suficiente nobanho, resultando na camada de revestimento com umaquantidade muito pequena de Cr. Por exemplo, ao calcularutilizando uma fórmula molecular do composto intermetálicode Cr-Al, o CrAl4 inclui o Cr de cerca de 0,0005 a 0,25% namaioria, embora inclua a proporção mais alta do teor de Crentre os compostos intermetálicos, e o Cr2Al7 inclui o Cr decerca de 0,00028 a 0,138%. Além disso, uma quantidade muitomenor de Cr pode ser incluida quando uma mistura adicionalcom os compostos intermetálicos, exceto o composto de Cr-Al,é considerada.

Essa adição de uma pequenaquantidade de Cr pode atingir um efeito de refinamento deflor de zinco da superfície da camada de revestimento emalguma medida, porém ainda é difícil melhorar a resistênciaà corrosão, resistência térmica e capacidade de ser moldadodevido a uma alteração considerável em uma textura secionalda camada de revestimento.

Se o teor de Cr for adicionadopara ser menor do que 0,26 wt %, ele não pode mesmo seresperado que o Cr seja dispersado sobre a superfície dacamada de revestimento e possui dificuldades para exibirsuas próprias propriedades. Se o teor de Cr exceder 1,50 wt%, a temperatura de fusão de um lingote fica maior e, deforma correspondente, a temperatura do banho galvanico deveser elevada. A temperatura elevada aumenta o teor deescória no banho e a reatividade do alumínio. Nesse caso, oSi deve ser adicionado para ser mais do que determinadaquantidade do desempenho de tarefa. Isto é, o Cr excessivoprovoca um problema com o Si simultaneamente.

Com a finalidade de melhorar aresistência à corrosão, resistência térmica e aparência desuperfície utilizando o Cr, o teor de Cr é preferível dentrode uma faixa de 0,26 a 1,50 wt Quando o teor de Cr está

dentro de uma faixa de 0,26 a 0,55 wt %, o Cr é dispersadosobre a superfície da camada de revestimento, porém listracontinua não é adequadamente formada no meio da camada derevestimento. Se o teor estiver dentro de 0,55 a 1,5 wt %,a borda de corte de galvanização possui uma textura secionalcontinuamente listrada, que inclui outros elementos degalvanização incluindo o composto intermetálico de Cr-Al,assim maximizando a resistência à corrosão e resistênciatérmica. Adicionalmente, o teor de Cr é mais preferíveldentro de uma faixa de 0,55 a 1,5 wt % para formar umacamada enriquecida por Cr que é uma camada intermediáriacontinua exigida para suprimir a fenda de curva da camada derevestimento e para obter boa qualidade.Mg: 0,50 a 1,50 wt %

O magnésio (Mg) é adicionadopara aumentar a resistência à corrosão da superfície e umaporção exposta da lâmina de aço de substrato na estruturasecional.

Devido ao alumínio não servircomo um ânodo de sacrifício para o aço na maioria dosambientes, excluindo uma região marinha em que existemmuitos ions de cloro, a ferrugem prematura é facilmentecriada na porção exposta da lâmina de aço de substrato.Entretanto, quando o Mg for relativamente de forma uniformedistribuído sobre a camada de revestimento e a superfície, ooxido é facilmente formado no ar e percorre a seção parabloquear a seção de um ambiente corrosivo externo e retardara ferrugem. Isso é, o Mg no ar isento de água não é bemcorroido em uma temperatura ambiente enquanto, quando existeum gás de ácido contendo 300ppm de C02 e Ippm de S02 e águano ar, 3MgC03-Mg (OH) 2 • 3H20 (Hidromagnesita) ou MgS04 • 6H20 éformado na superfície para proteger o magnésio e também éfundido na água e facilmente percorre a borda de corte paracobrir a camada secional. Além disso, o magnésio em umasolução aquosa forma uma película de Mg(OH)2 na superfíciede metal, que é fundido na água para cobrir e proteger acamada da borda de corte. Quando o magnésio é um básico compH acima de 10,5, ele é alterado para uma película passivapoderosa para proteger a camada de revestimento.

Assim, o Mg é útil paramelhorar a resistência à corrosão da superfície da camada derevestimento em alguma medida e contribuir para a melhoriada resistência à corrosão da porção exposta da lâmina de açode substrato na borda de corte.

Se o teor de Mg for menor doque 0,50 wt %, a refinação da flor de zinco é atingida,porém o Mg é quase indetectável na camada de revestimento,de modo que o efeito da resistência à corrosão não é obtido.Por outro lado, se o teor de Mg exceder 1,50 wt %, aqualidade de galvanização e a usinabilidade são degradadasdevido ao aumento súbito na escória dentro do banho. Deforma correspondente, o. teor de Mg é preferivelmente de 0, 50a 1,50 wt %.

Uma lâmina de aço de substratopreviamente limpa é imersa no banho galvânico, incluindo acomposição acima e passada, de modo que a camada derevestimento é formada na lâmina de aço de substrato. Acamada de revestimento formada inclui uma camada desuperfície, uma camada intermediária enriquecida por Cr, euma camada composta intermetálica de Fe-Al de uma formaseqüencial a partir da superfície,

Primeiro, a textura de umacamada de revestimento da lâmina de aço revestida, incluindo0,25 wt % de Cr, 0, 6 wt % de Mg, 10 wt % de Si, e 89,15 wt %de Al e a textura de uma camada de revestimento da lâmina deaço revestida, incluindo 0,65 wt % de Cr, 0, 6 wt % de Mg, 10wt % de Si, e 88, 75 wt % de Al, que passou através do banhogalvânico, incluindo a composição acima descrita, foramobservadas e comparadas entre si.

A figura 3 é um gráficomostrando um perfil de profundidade dos elementos decomponente da textura da camada de revestimento que incluiCr menor do que a faixa sugerida pela presente invenção aoadicionar 0,25 wt % de Cr e 0,6 wt % de Mg à composição dacamada de revestimento de uma lâmina de aço revestida poralumínio Tipo-I existente, i.e., 10 wt % de Si e o Alrestante. O gráfico mostra que uma alteração no Si em umaárea de superfície e uma área inferior da camada derevestimento não é distribuída uniformemente comprofundidade. O Si aparenta suprimir a reação rápida dedifusão do Fe e Al na área inferior. O Si possui umaintensidade mais forte em direção à parte inferior e édistribuído de forma relativa e uniforme no meio da camadade revestimento.

Pode ser observado a partir dográfico da figura 3 que o componente de Al é distribuídouniformemente em uma área de superfície da camada derevestimento com a profundidade e aumenta em uma área em quea intensidade do componente de Si é alto.

Uma pequena quantidade de Mg édistribuída de modo relativo e uniforme sobre a camada derevestimento, porém uma quantidade relativamente alta de Mgaparece na porção inferior.

0 componente de Cr aumenta aresistência à corrosão e resistência térmica. 0 componentede Cr é quase indetectável na camada de revestimento. 0gráfico mostra uma pequena quantidade de Cr somente nalâmina de aço de substrato.

Assim, pode ser observado queo Cr não é distribuído suficientemente sobre a camada derevestimento para afetar a estrutura da textura secional dacamada de revestimento quando o teor de Cr for menor do quea faixa de teor sugerida pela presente invenção.

Por outro lado, a figura 4 éum gráfico mostrando um perfil de profundidade dos elementosde componente da textura de camada de revestimento queinclui 0, 65 wt % de Cr e 0, 60 wt % de Mg, em adição àcomposição da camada de revestimento, i.e., a composiçãoconsistindo em 10 wt % de Si e o Al restante, da lâmina deaço revestida por alumínio de acordo com uma configuraçãoexemplar da presente invenção, em que um componente de Siaumenta com uma profundidade.

0 componente de Mg édistribuído uniformemente sobre a camada de revestimento,embora uma quantidade relativamente alta de Mg estej apresente na superfície da camada de revestimento.

0 componente de Cr possui umaalta intensidade em uma metade da camada de revestimento euma pequena intensidade em outras porções. Esse fenômeno édevido ao fato de que o Al primeiro reage com o Si tendo umaalta afinidade para formar uma camada de liga comdeterminada espessura, e então o Al reage com o Cr em umaárea em que existe uma quantidade relativamente pequena deSi para formar o composto intermetálico.

A partir do resultado deanalisar a distribuição do componente da textura secional dalâmina de aço utilizando as fotografias SEM na figura 1,pode ser observado que a camada intermediária listrada ("B"nas fotografias SEM) é a área enriquecida por Cr.

A camada enriquecida por Cr,que é a camada intermediária listrada contínua (B) natextura secional da camada de revestimento conforme mostradona figura 1, é uma característica chave da presenteinvenção. Essa textura específica surge a partir daspropriedades do componente adicionado com uma faixaespecífica de teor ao banho galvânico e do lingote.Relacionado à presença da camada intermediária, a lâmina deaço possui, de duas a três vezes mais altas, resistência àcorrosão, resistência térmica e supressão de fenda por curvado que uma lâmina de aço revestida por aluminioconvencional. Aqui, uma camada intermediária enriquecidapor Cr consiste em elementos de galvanização, incluindo umcomposto intermetálico de cromo-aluminio (Cr-Al), tal comoCr2Ali3 e Cri4Al84. O composto intermetálico de Cr-Al atuacomo uma pelicuia passiva poderosa que não aparece em umalâmina de aço revestida por aluminio geral, conforme podeser observado a partir de um teste de medição potencial decorrosão abaixo. Essa pelicula passiva fornece, da formamais efetiva, alta resistência à corrosão a um produtorevestido.

A figura 5 é um gráficomostrando um resultado da observação do comportamento depolarização potenciodinâmica de uma lâmina de aço revestidapor aluminio existente ("amostra revestida por Al") e alâmina de aço revestida por aluminio ("amostra revestida porliga de Al-Cr") da presente invenção em uma solução aquosade 3,5% de NaCl (pH 6,0) como um eletrólito.

A corrente inicial de corrosãoé utilizada para determinar a resistência contra um ambientecorrosivo inicial da lâmina de aço revestida. Foiaveriguado que a corrente inicial de corrosão na lâmina deaço revestida por aluminio da presente invenção é de cercade dez vezes menor do que a lâmina de aço revestida poraluminio existente, o que significa que a lâmina de açorevestida por aluminio da presente invenção possui boaresistência contra a corrosão inicial. A alta resistênciacontra a corrosão inicial antes do aparecimento da camadaintermediária resulta do oxido de magnésio e cromodistribuído sobre a superfície da camada de revestimento. Alâmina de aço revestida por Al existente possui um potencialde corrosão de -600mA, enquanto a lâmina de aço revestidapor aluminio da presente invenção possui um potencial decorrosão de -510mA conforme se movimenta a um lado raro.Pode ser observado que a lâmina de aço revestida por Al nãoexibe determinada fase passiva e, ao invés disso, a películarevestida é intensivamente oxidável e reduzida na forma decorrosão por furo mediante a corrosão inicial.

Entretanto, um fenômeno depassividade, ativo-passivo, foi observado na lâmina de açorevestida da presente invenção em determinada profundidadeda camada de revestimento e em um potencial de corrosão de -lOOmV a +300mV devido à reação de oxidação continua. Istoé, uma boa película oxidável densa na superfície superior euma boa película em uma direção de profundidade são formadase uma área passiva, em que a corrente de corrosão não fluiem uma seção pré-determinada, é formada. Isso é devido àcamada intermediária listrada enriquecida por Cr ser formadano meio da camada de revestimento conforme observado nafigura 1, diferente de uma lâmina de aço revestida por Alexistente.

Conforme pode ser observado apartir da figura 6 e um teste de pulverização de sal abaixo,a camada intermediária enriquecida por Cr permite que alâmina de aço inventiva seja três ou mais vezes maisexcelente do que a lâmina de aço revestida por alumínioTipo-I existente e duas ou mais vezes mais excelente do queum produto incluindo Cr menor do que um valor de referêncianos aspectos de um tempo de geração de ferrugem e uma áreade geração de ferrugem.

Como resultado, pode serobservado que a camada intermediária enriquecida por Crfornece excelente resistência à corrosão.

Além disso, conforme a camadaintermediária enriquecida por Cr está presente na camada derevestimento, uma fenda é suprimida no momento doprocessamento de uma camada composta intermetálica de Fe-Alpara conectar entre a lâmina de aço de substrato abaixo dacamada intermediária e camada de revestimento, e uma fendacriada não é propagada em uma porção superior da camada derevestimento.

De modo geral, a camadacomposta intermetálica conectando entre a camada derevestimento e a lâmina de aço de substrato facilmente gerafendas quando curvadas ou sob uma pressão de tensão devido asua alta rigidez e fragilização, e, uma fenda, quandocriada, é facilmente propagada sobre a camada derevestimento, considerando que uma diferença na rigidezentre a camada superior e a camada composta intermetálica éde cerca de cinco vezes.

A figura 7 mostra as fendasgeradas nas lâminas de aço revestidas curvadas. Na lâminade aço revestida por alumínio da presente invenção, a camadaintermediária enriquecida por Cr possui uma rigidez inferiorà camada composta intermetálica conectando a lâmina de açode substrato e a camada de revestimento e uma rigidez maisalta do que a camada superior, assim suprimindo as fendas dacamada composta intermetálica em uma parte inferior e apropagação das fendas na camada superior.

Essa baixa taxa de geração def enda na camada de revestimento reduz a pulverização oudescamação da camada de revestimento quando processada,assim melhorando a qualidade de processamento e ausinabilidade e mantendo excelente resistência à corrosãoapós o processamento.

A Tabela 1 mostra umacomparação em um valor de rigidez Vickers para uma texturaentre uma lâmina de aço revestida por Al Tipo-I existente ea lâmina de aço revestida inventiva.

Tabela 1

<table>table see original document page 23</column></row><table>

Basicamente, um método parafabricar uma lâmina de aço revestida ao revestir uma lâminade aço de substrato com uma película de aluminio através degalvanização por imersão a quente continua inclui o ajustedas propriedades mecânicas de uma lâmina de aço de substratoenrolada a quente em um forno para tratamento em umaatmosfera de redução, recozendo a lâmina de aço em altatemperatura para remover um oxido de uma superficie dalâmina de aço, e passando a lâmina de aço através do banhogalvânico para fazer com que a lâmina de aço entre emcontato com um componente de revestimento no banho galvânicopara galvanização. Nesse esquema de galvanização porimersão a quente, é feito com que a lâmina de aço passeatravés do banho galvânico de temperatura muito alta em queum metal do componente de revestimento é fundido. A partirdesse fato, o presente inventor constatou que o Fe pode sereluido a partir da lâmina de aço de substrato, uma estruturade porta do banho galvânico ou diversos rolos na porta podemser corroídos, e a usinabilidade ou qualidade pode serafetada por elementos indesej ados ou um componente menor dobanho galvânico.

De forma correspondente, ométodo de fabricação de uma lâmina de aço revestida dealuminio por imersão a quente de acordo com a presenteinvenção inclui a preparação de uma composição de banhogalvânico para fornecer uma composição de banho galvânicodesej ável, e tratamento quimico de uma lâmina de aço desubstrato enrolada a frio e, então, imersão da lâmina de açono banho galvânico, incluindo a composição de banhogalvânico para galvanizar ambos os lados da lâmina de aço.Quando a lâmina de aço de substrato é imersa no banhogalvânico, a temperatura do banho é aj ustada para 64 0 a670°C e a temperatura do banho da lâmina de aço de substratoé ajustada para 650 a 700°C. Se a temperatura de banho dalâmina de aço de substrato for menor do que 650°C, aaparência da película revestida tornar-se ruim e a aderênciada película revestida é degradada. Quando a temperatura debanho da lâmina de aço de substrato exceder 700°C, a lâminade aço de substrato é difundida termicamente em uma altavelocidade para provocar o crescimento anormal de uma camadade liga. Isso degrada a usinabilidade e faz com que umacamada de oxido excessiva seja gerada no banho.

Preferivelmente, o peso derevestimento para cada lado é de 15 a 150g/m2. Se o peso derevestimento for menor do que 15g/m2, a pressão do ar em umainstalação por j ato de ar para controlar o peso . derevestimento excessivamente aumenta de modo que o peso derevestimento é desviado e o oxido de superfícierepentinamente aumenta no banho. De forma correspondente, aaparência da superfície de revestimento é danificada e aescória oxidável é anexada. Se o peso de revestimentoexceder 150g/m2, a camada de liga é excessivamente formada ea usinabilidade é altamente degradada.

Um método para colocar acomposição de banho galvânico no banho galvânico será agoradescrito.

De modo geral, o Cr possui umaexcelente resistência à corrosão e resistência térmica,porém é um metal de ponto de fusão alto (1857°C) . De formacorrespondente, o Cr foi considerado como sendo dificil parautilizar como um elemento de galvanização por imersão aquente. Uma pequena alteração no teor de Cr rende diversoscompostos intermetálicos, assim degradando a usinabilidade.Dessa forma, é importante determinar o teor de Cr, além daadministração de uma propriedade de fusão do lingote.

Quando somente o Cr ou umcomposto intermetálico de Al-Cr de ponto de fusão alto écolocado no banho galvânico, uma temperatura alta de fusão énecessária para fundir o Cr. Essa temperatura alta de fusãoevapora o aluminio e magnésio tendo relativamente baixospontos de fusão e gravidades especificas nos vapores, quecontaminam a instalação e fazem com que o magnésio sejarapidamente oxidado na escória. Além do mais, o Cr éfundido de forma incompleta devido ao seu alto ponto defusão, de modo que o composto intermetálico de Al-Cr nobanho galvânico é agregado na escória na camada revestida e,de forma correspondente, a qualidade da camada derevestimento é degradada.

De forma correspondente, napresente invenção, os componentes são adequadamentecombinados em uma liga precursora de quatro elementos de Al-Si-Cr-Mg ou três elementos de Al-Cr-Mg com antecedência emuma fornalha de aquecimento de indução e a temperatura defundição é ajustada de modo que os respectivos componentesse j am bem dispersados no banho galvânico. Um lingote écolocado no banho e fundido de modo que os respectivoselementos sejam fisicamente bem dispersos, ao invés deformar um composto intermetálico. De forma correspondente,o composto é facilmente fundido mesmo no banho galvânico deAl, assim reduzindo os vapores, escória e a não uniformidadeda composição do banho e facilmente colocando o lingote nobanho, Como resultado, os elementos fundidos, como umestado de dispersão, são anexados à lâmina de aço desubstrato e resfriados para formar a camada enriquecida porCr, que é uma camada intermediária listrada continuamenteincluindo um composto intermetálico, tal como Cr2Ali3 eCri4Al84 •

Conforme acima descrito, deacordo com a presente invenção, primeiro, a aluminio lâminade aço revestida com excelente resistência à corrosão,resistência térmica e capacidade de ser moldada pode serobtida ao ajustar o teor da composição de banhos galvânicos,incluindo Cr e Mg, a temperatura do banho, e a temperaturado banho da lâmina de aço de substrato.

Segundo, a camada

intermediária continua enriquecida por Cr é formada nacamada de revestimento, assim melhorando a resistência àcorrosão e resistência térmica da camada de revestimento.As fendas são suprimidas por uma rigidez e resistênciainferiores do que a camada composta intermetálica na porçãoinferior, assim melhorando a capacidade de ser moldada dacamada de revestimento, atingir excelente resistência deraspagem e protegendo a camada de revestimento do impacto.

Terceiro, a adição do Mgresulta em resistência à corrosão aumentada da superfície dacamada de revestimento e porção exposta da lâmina de aço desubstrato, na borda de corte.

Quarto, as composições dobanho galvânico são adequadamente combinadas comantecedência e são colocadas no banho galvanico, de modo queos componentes sejam bem dispersados. Isso pode reduzir osvapores, escória e não uniformidade da composição do banho epermitir a fácil colocação do lingote no banho.

Um teste foi realizado naslâminas de aço revestidas, incluindo diversas composições dobanho galvanico para verificar a excelência dascaracterísticas da lâmina de aço revestida por aluminio dapresente invenção a partir de uma quantidade gerada do oxido e um tempo de alteração de cor da camada de revestimento emalta temperatura na atmosfera. A espessura da peliculaoxidável da camada de revestimento e o tempo de alteração decor da camada de revestimento foram observados visualmenteapós o aquecimento ser realizado em uma fornalha deaquecimento elétrico para elevar a temperatura do ar para600°C e, então, determinado tempo decorrido. Os resultadosdo teste são mostrados na Tabela 2 abaixo.

Tabela 2

<table>table see original document page 28</column></row><table>Continuação da Tabela 2

<table>table see original document page 29</column></row><table>

(* CE = Exemplo comparativo, IE = Exemplo inventivo)

Conforme mostrado na Tabela 2,os exemplos inventivos com a composição de banho galvânicode acordo com a presente invenção possuem mais excelenteresistência à corrosão, usinabilidade e resistência térmicado que as lâminas de aço revestidas por aluminio existentes.Isto é, foi averiguado que uma fenda na superfície da camadade revestimento nos exemplos inventivos, suj eitados a umteste de curvatura de 180°0t, possui uma largura menor doque dos exemplos comparativos. Também foi averiguado, nosaspectos da resistência térmica e resistência à corrosão,que um tempo inicial de ferrugem da porção planar e um tempode ferrugem da borda de corte frontal nos exemplosinventivos são superiores àqueles nos exemplos comparativos.Especificamente, nos Exemplos inventivos 2 a 3, 5, 7 a 8,10, e 12, em que o teor de Cr está dentro da faixa de 0,55 a1.50 wt %, a largura da fenda é de 10 a 2 5]am, o tempoinicial de ferrugem da porção planar é de 2952 a 4344 horas,o tempo de ferrugem da borda de corte frontal é de 768 a14 88 horas, que são superiores aos exemplos comparativos.

Por outro lado, nos Exemploscomparativos 1 a 10, em que o teor de Si não atinge a faixasugerida pela presente invenção, uma fenda na superfície dacamada de revestimento, suj eitada ao teste de curvatura,possui uma largura de 55]_Lm. Nos Exemplos comparativos 31 a34, em que o teor de Si excede a faixa sugerida pelapresente invenção, uma fenda na superfície da camada derevestimento possui uma largura de 60 vim. Nos Exemploscomparativos 11, 16, 21, e 26, em que o teor de Cr nãoatinge a faixa sugerida pela presente invenção, o tempoinicial de ferrugem da porção planar foi de 816 a 1224horas, o que implica na resistência à corrosão inferior aosexemplos inventivos. Nos Exemplos comparativos 14, 19, 24 e29, em que o teor de Cr excede a faixa sugerida pelapresente invenção, uma fenda na superfície da camada derevestimento possui uma largura de 30 to 50ym. No Exemplocomparativo 35 correspondente a uma lâmina de aço revestidapor Al Tipo-I livre de Cr, todos os aspectos incluindo alargura de fenda e o tempo de ferrugem da porção planar eborda de corte frontal são inferiores àqueles dos exemplosinventivos, incluindo o cromo.

Um teste de avaliação deresistência térmica foi realizado com base em uma quantidadeoxidada da camada de revestimento e um tempo de descoloraçãoda superfície da camada de revestimento. Após uma amostracom um tamanho de 50mm x 90mm for aquecida em 800°C e 1000horas decorrer, uma diferença nos pesos antes e após o testeé estimada como a quantidade oxidada. A descoloração foiestimada em um tempo quando a descoloração foi visualmenteverificada em uma fornalha a 600°C. Nesse caso, um grandeaumento no peso significa mais oxidação, considerando que opeso da camada de revestimento aumenta quando a camada derevestimento é oxidada em alta temperatura e acoplada com ooxigênio no ar. A camada de revestimento é descolorada pordifusão da lâmina de aço de substrato e oxidação da camadade superfície no momento do aquecimento em alta temperatura.O Fe e o componente de revestimento são menos difundidosquando a resistência térmica é maior e, de formacorrespondente, um tempo mais longo é empregado para que acamada de revestimento seja descolorada.

Os resultados de teste mostraramque os Exemplos inventivos 2 a 3, 5, 7 a 8, 10 e 12,incluindo 0,55 a 1,50 wt % de Cr possuem excelenteresistência térmica, em que os graus de oxidação edesco1oração nos exemplos inventivos acima são de cerca de50% dos exemplos comparativos.

Enquanto a invenção foidemonstrada e descrita com referência a determinadasconfigurações exemplares da mesma, será entendido poraqueles com habilidade na técnica que diversas alterações naforma e detalhes podem ser realizadas na mesma sem divergirdo espirito e escopo da invenção conforme definido pelasreivindicações anexas.

Claims

1. "LÂMINA DE AÇO REVESTIDO DEALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE", compreendendo uma lâmina deaço de substrato e uma camada de revestimento, caracterizada pelo fato de que a camada de revestimento compreende umacamada intermediária listrada incluindo um compostointermetálico cromo-aluminio em uma seção da mesma.

2. "LÂMINA DE AÇO REVESTIDO DEALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE", de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a camada derevestimento compreende 8 a 15 wt % de Si, 0,26 a 1,50 wt %de Cr, 0,50 a 1,50 wt % de Mg e o Al restante.

3. "LÂMINA DE AÇO REVESTIDO DEALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE", de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o compostointermetálico cromo-aluminio compreende Cr2Ali3 e Cri4Al84.

4. "MÉTODO DE FABRICAÇÃO DELÂMINA DE AÇO REVESTIDO DE ALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE",caracterizado pelo fato de compreender a imersão de uma lâmina de aço de substrato em um banho galvânico, incluindouma compo s ição de banho galvânico consistindo em 8 a 15 wt % de Si, 0,26 a 1,50 wt % de Cr, 0,50 a 1,50wt % de Mg e o Al restante, e passando a lâmina deaço de substrato através do banho galvânico paraformar uma camada de revestimento na lâmina de açode substrato, uma quantidade de revestimento anexadaem um lado da camada de revestimento sendo de 15 a150g/m2.

5. "MÉTODO DE FABRICAÇÃO DELÂMINA DE AÇO REVESTIDO DE ALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE",de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato deque a composição de banho galvânico é colocada no banhogalvânico como um estado da liga precursora de quatroelementos de Al-Si-Cr-Mg ou três elementos de Al-Cr-Mg efundida no banho galvânico.

6. "MÉTODO DE FABRICAÇÃO DELÂMINA DE AÇO REVESTIDO DE ALUMÍNIO POR IMERSÃO A QUENTE", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato deque quando a lâmina de aço de substrato é imersa no banhogalvânico, uma temperatura do banho é de 650 a 700°C.