WO2021248765A1 - 一种热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制造方法 - Google Patents

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  • the mass fraction of magnesium and aluminum in the coating can be controlled according to the thickness of the steel sheet, which specifically includes: when 0.5mm ⁇ the thickness of the steel sheet ⁇ 2mm, the mass fraction of the chemical composition of the coating can be: aluminum 2%-12%, magnesium 1%-4%, the rest is zinc and unavoidable impurities; when 2mm ⁇ the thickness of the steel plate ⁇ 4mm, the mass fraction of the chemical composition of the coating can be: aluminum 3%-12%, Magnesium 1.5% ⁇ 4%, the rest is zinc and unavoidable impurities; when 4mm ⁇ the thickness of the steel plate ⁇ 5mm, the mass fraction of the chemical composition of the coating can be: aluminum 4%-12%, magnesium 2%-4% , The rest are zinc and unavoidable impurities; when 5mm ⁇ the thickness of the steel sheet ⁇ 6mm, the mass fraction of the chemical composition of the coating can be: aluminum 6%-12%, magnesium 3%-4%, and the rest zinc and inevitable Impurities to avoid.
  • the surface roughness Ra of the obtained steel sheet may be 1 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the rough morphology of the steel sheet surface is beneficial to improve the adhesion between the coating and the steel sheet, and to improve the corrosion resistance of the coating during the corrosion process, and it is not easy to peel off the coating. If the surface of the steel sheet is too rough, the following adverse effects will occur: the local coating will be significantly thinned, and the corrosion resistance of the coating will decrease; the rough peaks of the steel plate during hot-dip coating will react quickly to form an excessively thick Fe-Al-Zn compound The layer will consume aluminum in the plating solution, causing the corrosion resistance of the plating layer to decrease due to insufficient aluminum in the plating layer. Therefore, in some embodiments of the present disclosure, the surface roughness Ra of the obtained steel sheet may be limited to not more than 2.0 ⁇ m and not less than 1.0 ⁇ m.

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Abstract

本公开内容公开了一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，包括钢板和镀层；镀层的化学成分质量份数为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且铝的质量分数是镁的质量分数的2～3倍；镀层的厚度不小于钢板的厚度的5‰。本公开内容还公开了所述镀层钢板的制备方法：采用所述镀层的化学成分获得镀液；将所述镀液加热获得预热镀液，所述预热镀液的温度不低于所述镀液的熔点同时不高500℃；获得钢板，将所述钢板浸入所述预热镀液中，获得带有镀层的钢板；将所述带有镀层的钢板冷却即得。本公开内容提供的制备方法使得溶液能充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物，使得热浸镀锌铝镁镀层钢板具有优异的切口耐蚀性。

Description

一种热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年6月8日提交、申请号为202010513855.X且名称为“一种具有优异切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制造方法”的中国专利申请的优先权，其全部公开内容出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容涉及钢材制备技术领域，具体涉及一种热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制备方法。
背景技术
热镀锌是使熔融的锌及其合金与钢基体发生反应，从而形成牢固的冶金结合镀层。这种热镀锌钢具有镀层结合力强、使用寿命长、制造工艺简单、产品价格低等优点，在各种工业例如汽车工业、电器工业和建筑工业中的需求日益增加。
常见的热镀锌热轧钢板为纯锌镀层，而随着对热镀锌热轧钢板耐蚀要求的提高，传统的纯锌镀层钢板已经无法满足耐蚀性要求，因此开发出了热浸镀锌铝镁合金镀层。
虽然锌铝镁合金镀层具有较好的耐腐蚀性，但在使用中发现，当钢板厚度较厚时，在钢板的切口位置容易出现锈蚀，难以满足使用的需求。此外，在某些苛刻的使用环境中，切口位置容易发生锈蚀，因此需要对该产品进行更加优化的设计。
因此，如何开发一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本公开内容提供了一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制备方法。本公开内容所提供的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法有利于在腐蚀初期形成具有流动性良好的镁离子、铝离子和锌离子溶液，使得溶液能够充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物，从而获得了具有优异的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
在本公开内容的一个方面，提供了一种热浸镀锌铝镁镀层钢板，该热浸镀锌铝镁镀层钢板可以包括钢板和镀层；所述镀层的化学成分质量分数为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数是所述镁的质量分数的2～3倍；所述镀层的厚度不小于所述钢板的厚度的5‰。
在一些实施方式中，所述铝的质量分数可以是所述镁的质量分数的2.3倍。
在一些实施方式中，所述钢板的厚度范围可以为0.5mm-6mm。
在一些实施方式中，可以根据钢板的厚度控制所述镀层中的镁和铝的质量分数，具体包括：当0.5mm≤钢板的厚度≤2mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；当2mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝3％～12％，镁1.5％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；当4mm＜钢板的厚度≤5mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝4％～12％，镁2％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；当5mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝6％～12％，镁3％～4％，其余为锌和不可避免的杂质。
在本公开内容的另一个方面，提供了一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，包括钢板和镀层；所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝2～12％，镁1～4％，钙0.01％～0.1％，其余为锌和不可避免的杂 质；且所述铝的质量分数可以是镁的质量分数的2～3倍；所述镀层的厚度可以不小于所述钢板的厚度的5‰。
在一些实施方式中，所述钙的质量分数为0.01％时，可以根据钢板的厚度控制镀层中的镁和铝的质量分数，具体包括：当0.5mm≤钢板的厚度≤2.5mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；当2.5mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝2.5％～12％，镁1.2％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；当4mm＜钢板的厚度≤5mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝3.8％～12％，镁1.8％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；当5mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝5％～12％，镁2.5％～4％，其余为锌和不可避免的杂质。
在本公开内容的又一个方面，提供了所述具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，所述制备方法可以包括：采用所述具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的所述镀层的化学成分获得镀液；将所述镀液加热以获得预热镀液，所述预热镀液的温度控制为不低于所述镀液的熔点，同时不高于500℃；获得钢板，将所述钢板浸入所述预热镀液中以获得带有镀层的钢板；将所述带有镀层的钢板冷却以获得具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
在一些实施方式中，所述将所述带有镀层的钢板冷却，可以包括：当所述带有镀层的钢板的温度为镀浴温度至360℃之间，可以以第一冷却速度进行冷却，所述第一冷却速度可以控制在：0＜冷却速度≤1℃/s；当所述带有镀层的钢板的温度在360℃～300℃之间，可以以第二冷却速度进行冷却，所述第二冷却速度可以≥5℃/s。
在一些实施方式中，所述将所述带有镀层的钢板冷却，可以包括：在所述带有镀层的钢板的镀层表面吹气或者喷水进行冷却。
在一些实施方式中，所述将所述钢板浸入所述镀液中镀浴之前， 可以先将所述钢板预热到钢板预热温度。所述钢板预热温度的范围为所述预热镀液的温度±10℃。
在一些实施方式中，所述将所述钢板浸入所述镀液中镀浴之前，可以先将所述钢板预热到钢板预热温度，所述钢板预热温度根据钢板的厚度进行控制，具体可以包括：当0.5mm≤钢板的厚度≤2mm时，所述预热镀液的温度≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度+10℃；当2mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述预热镀液的温度-5℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度；当4mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述预热镀液的温度-10℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度-5℃。
在一些实施方式中，所述获得钢板，可以包括：获得表面粗糙度Ra为1μm～2μm的钢板。
依据本公开内容实施例的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本公开内容提供的一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制备方法，包括：(1)在成分上，铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数的含量是所述镁的质量分数的含量的2～3倍；所述镀层的厚度不小于所述钢板的厚度的5‰；(2)在方法上，将预热镀液的温度控制为不低于所述镀液的熔点同时不高于500℃；从而有利于在腐蚀初期形成具有流动性良好的镁离子、铝离子和锌离子溶液，使得溶液能够充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物，从而获得了具有优异的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
附图说明
为了更清楚地说明本公开内容实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开内容的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是依据本公开内容实施例的锌铝镁镀层对切口的保护过程图。
图2是依据本公开内容实施例的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本公开内容，本公开内容的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本公开内容，而非限制本公开内容。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开内容所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本公开内容中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买获得或者可通过现有方法获得。
本公开内容实施例提供了一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，其总体思路如下：
为了克服现有技术的不足，本公开内容的实施例提供了具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，可以包括钢板和镀层；所述镀层的化学成分质量百分配比可以为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数的含量可以是所述镁的质量分数的含量的2～3倍；所述镀层的厚度可以不小于所述钢板的厚度的5‰。
在本公开内容的一些实施例中，图1示出了锌铝镁镀层对切口的保护过程图。在受到大气腐蚀的初期，大气中的水汽凝结在镀层表面形成水膜；镀层中的镁元素首先发生阳极反应，形成的镁离子溶解在水膜中；镁离子与阴极反应形成的氢氧根和碳酸根结合，形成流动性良好的碳酸镁和碱式碳酸镁等化合物。此外镀层中的铝离子和锌离子也发生阳 极溶解，形成铝离子和锌离子。这些含有镁离子和铝离子的化合物随着液膜流动到钢板的切口位置。由于镁离子和铝离子的存在，使得液膜中的pH值不会超过10，因而使得锌离子不会形成疏松多孔的氧化锌，而是倾向于形成碱式碳酸锌、碱式氯化锌等致密氧化物。这些化合物反过来又会与碳酸镁和氢氧化铝等形成致密的双层氢氧化物保护层，从而对切口形成了良好的保护作用。但是为了让钢板的切口位置能够被这些保护层覆盖，就要求在腐蚀初期形成具有流动性良好的镁离子、铝离子和锌离子溶液，使得溶液能够充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物。
在本公开内容的一些实施例中，将镁的质量分数可以设置为1％～4％的原因为：首先要求镀层中具有一定的镁元素，镁元素的主要作用在于在腐蚀初期形成流动性良好的水溶液。这种含有镁离子的水溶液一方面可以加快溶解铝和锌，形成铝离子和锌离子；另一方面又能够防止溶液中的铝离子和锌离子快速沉淀为疏松化合物，而是让铝离子和锌离子溶液在大气中与二氧化碳等缓慢反应，形成致密氧化物。镀层中的镁含量如果低于1％，则不能发挥该效果。但是如果镁含量过高，则容易在表面形成过厚的氧化镁，反而不利于铝和锌的溶解，同时容易形成Mg-Zn化合物硬质颗粒物，镶嵌在镀层中造成电化学腐蚀效应，降低了镀层的耐蚀性。因此，镁含量不应超过4％。
在本公开内容的一些实施例中，可以将铝的质量分数设置为2％～12％的原因为：镀层中的铝含量不应当小于2％，这是因为铝是形成双层化合物的主要骨架元素，也是填充疏松氧化锌和氢氧化锌空隙的主要元素。如果铝含量过高，会造成严重的电偶腐蚀效应，铝和锌之间会形成腐蚀电流，反而降低了镀层的耐蚀性。镀层中的铝含量最高为12％。
在本公开内容的一些实施例中，所述铝的质量分数的含量可以是所述镁的质量分数的含量的2～3倍的原因为：在受到大气腐蚀的初期，大气中的水汽凝结在镀层表面形成水膜。镀层中的镁元素首先发生阳极 反应，形成镁离子溶解在水膜中，镁离子与阴极反应形成的氢氧根和碳酸根结合生产碱式碳酸镁Mg(OH) 2·MgCO 3以及氢氧化镁Mg(OH) 2。由于镁离子和铝离子的存在，使得水膜中的pH值不会超过10，从而使得锌离子不会形成疏松多孔的氧化锌，而是倾向于形成碱式碳酸锌、碱式氯化锌等致密的氧化物。这些化合物反过来又会与碳酸镁和氢氧化铝等形成致密的双层氢氧化物保护层，对切口形成了良好的保护作用。这种双层氢氧化物保护层(LDH)包括MgAl-LDH和ZnAl-LDH，其中前者分子中Mg和Al的原子数分别为6和2，后者分子中的Al原子数为2。在稳定性方面，ZnAl-LDH的稳定性是MgAl-LDH的5倍以上，因此主要是形成ZnAl-LDH的双层氢氧化物保护了镀层和切口，从而提高了耐蚀性。当ZnAl-LDH的总量是MgAl-LDH的5倍时，双层氢氧化物中总的Al含量是Mg的2倍，因此镀层中的Al至少是Mg的2倍。然而，如果镀层中的铝离子过多，则在初始阶段容易产生过多Al(OH) 4 -化合物沉淀，反而无法形成致密的双层氢氧化物。在本公开内容的一些实施例中，镀层中的铝含量最好达到镁含量的2.3倍，如此能够更显著地抑制镁的氧化。
在本公开内容的一些实施例中，镀层的厚度可以不小于钢板的厚度的5‰的原因为：若镀层的厚度小于钢板的厚度的5‰，则所述双层化合物保护层不能够能够覆盖钢板切口侧面，同样无法对钢板的切口进行保护。
在本公开内容的一些实施例中，所述镀层的化学成分质量分数可以为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数的含量可以是所述镁的质量分数的含量的2～3倍；所述镀层的厚度可以不小于所述钢板的厚度的5‰，共同使得镀层在腐蚀初期形成具有流动性良好的镁离子、铝离子和锌离子溶液，有利于溶液充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物，从而获得具有优异的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
在本公开内容的一些实施例中，所述钢板的厚度范围可以为0.5mm-6mm。在依靠锌铝镁镀层来保护钢板的切口的情况下，对钢板的厚度具有一定要求。如果钢板太厚则无法起到优异的切口耐蚀性，通常不应超过6mm。如果钢板太薄也有一定的应用风险，因为太薄的切口从微观上看会形成极其尖锐的棱角和凹坑，这些位置的曲率半径往往小于水溶液的表面张力所能浸润的最小曲率半径，因而无法被含有铝离子和镁离子的溶液覆盖，从而无法形成保护层。在本公开内容的一些实施例中，要求钢板的厚度不小于0.5mm。
本申请人经研究发现，钢板越厚，则所需的铝和镁含量相应越高才能起到更为优异的切口耐蚀性，具体地：当钢板的厚度不超过2mm时，镀层中的镁含量达到1％，铝含量达到2％，就能够起到良好的切口保护效果，当然前提是满足本公开内容的制造工艺要求。但是随着钢板的厚度的增加，所需要的铝含量和镁含量的下限随之增加。通常而言，当钢板的厚度达到4mm时，镀层中的镁含量应当不低于1.5％，铝含量不低于3％；而当钢板的厚度达到5mm时，镀层中的镁含量就不应当低于2％，铝含量不低于4％；当钢板的厚度达到6mm时，镀层中的镁含量不应当低于3％，铝含量不应当低于6％。
本申请人研究进一步发现，在镀层中添加一定量的Ca元素，能够抑制表面形成Mg-Zn化合物大颗粒物，防止铝与氢氧根提前反应形成沉淀，并提高铝离子的流动性，从而使得镁离子和铝离子能够更加充分地覆盖切口位置。因此，在镀层中加入一定量的Ca元素，可以起到提高切口耐蚀性的效果。在本公开内容的一些实施例中，Ca元素的添加量可以超过0.01％，此时形成的Mg-Zn化合物从多边形颗粒转变为钝圆颗粒，而颗粒尺寸从50微米能进一步减小到20微米以下。如果Ca元素的添加如果超过0.1％，则容易在生产中造成锌渣缺陷，形成电偶腐蚀，从而降低镀层的耐蚀性。在本公开内容的一些实施例中，钙元素的添加量可以为0.01％～0.1％，同时也要满足：铝2～12％，镁1～4％，其余为锌和不可 避免的杂质；且所述铝的质量分数的含量可以是镁的质量分数的含量的2～3倍；所述镀层的厚度可以不小于所述钢板的厚度的5‰。
在本公开内容的一些实施例中，在添加0.01％Ca的情况下，当钢板的厚度不超过2.5mm时，镀层中的镁含量可以达到1％，铝含量可以达到2％，可以起到良好的切口保护效果。在本公开内容的一些实施例中，当钢板的厚度达到4mm时，镀层中的镁含量应当不低于1.2％，铝含量不低于2.5％；而当钢板的厚度达到5mm时，镀层中的镁含量就不应当低于1.8％，铝含量不低于3.8％；当钢板的厚度达到6mm时，镀层中的镁含量不应当低于2.5％，铝含量不应当低于5％。
本公开内容还提供了所述具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，可以包括：采用所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的所述镀层的化学成分获得镀液；将所述镀液加热，获得预热镀液，所述预热镀液的温度控制为不低于所述镀液的熔点，同时不高于500℃；获得钢板，将所述钢板浸入所述预热镀液中，获得带有镀层的钢板；将所述带有镀层的钢板冷却，获得具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
在本公开内容的一些实施例中，可以将所述预热镀液的温度控制为不低于所述镀液的熔点，同时不高于500℃，其原因为：如果预热镀液的温度过高，则镀浴的氧化反应剧烈，镀浴表层的合金元素容易被氧化和蒸发，从而使得镀浴中的合金元素分布不均匀，表层的元素少而内部的元素多，这样所形成的镀层元素分布就无法均匀，从而对镀层的耐蚀性有较大恶化作用。在本公开内容的一些实施例中，预热镀液的温度不能超过500℃。而如果所述预热镀液的温度低于所述镀液的熔点，则所述镀液会发生凝固。
在本公开内容的一些实施例中，所述获得的钢板的表面粗糙度Ra可以为1μm～2μm。钢板表面的粗糙形貌有利于提高镀层与钢板之间的粘附性，提高镀层在腐蚀过程中的耐蚀程度，不容易发生镀层剥离的现 象。如果钢板表面过于粗糙，则会出现以下不利影响：镀层局部会显著减薄，镀层的耐蚀性下降；钢板在热浸镀时粗糙的山峰会快速反应，形成过厚的Fe-Al-Zn化合物层，会消耗镀液中的铝，使得镀层局部因铝不足而导致镀层的耐蚀性下降。因此，在本公开内容的一些实施例中，可以将获得的钢板的表面粗糙度Ra限定为不超过2.0μm且不低于1.0μm。
在本公开内容的一些实施例中，所述将所述钢板浸入所述镀液中镀浴之前，可以先将所述钢板预热到钢板预热温度，所述钢板预热温度根据钢板的厚度进行控制，具体可以包括：当0.5mm≤钢板的厚度≤2mm时，所述预热镀液的温度≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度+10℃；当2mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述预热镀液的温度-5℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度；当4mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述预热镀液的温度-10℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度-5℃。
在本公开内容的一些实施例中，当0.5mm≤钢板的厚度≤2mm时，在热浸镀之前，钢板预热温度的范围可以为预热镀液的温度至比该预热镀液的温度高10℃的温度(所述预热镀液的温度≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度+10℃)。这是为了保证钢板与镀液之间形成稳定的Fe-Al-Zn化合物，提高镀层粘附性，使得镀层不容易被剥离。但是如果温度过高则会导致化合物太厚，从而导致镀层中因铝减少而损失耐蚀性。钢板的厚度超过2mm，则在钢板与镀液的反应过程中，钢板内部的温度无法及时降低，无法将热量及时传导出去；而如果钢板温度过高，则会导致钢板内部热量后续还会继续向外传导，使得钢板与镀液之间形成的Fe-Al-Zn化合物层过厚，反而消耗了镀液中的铝，导致镀层中因铝减少而损失耐蚀性。因此，在本公开内容的一些实施例中，当钢板的厚度超过2mm而不超过4mm时，钢板预热温度的范围可以为比预热镀液的温度低5℃的温度至预热镀液的温度(预热镀液的温度-5℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度)；在本公开内容的一些实施例中，当钢板的厚度超过4mm而不超过6mm时，钢板预热温度的范围可以为比预热镀液的温 度低10℃的温度至比预热镀液的温度低5℃的温度(预热镀液的温度-10℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度-5℃)。
在本公开内容的一些实施例中，所述将所述带有镀层的钢板冷却，可以包括：在所述带有镀层的钢板的镀层表面吹气或者喷水进行冷却。
在本公开内容的一些实施例中，所述冷却可以采用两个阶段进行冷却，具体地：当所述带有镀层的钢板的温度为镀浴温度至360℃之间，可以以第一冷却速度进行冷却，所述第一冷却速度可以控制在：0＜冷却速度≤1℃/s；当所述带有镀层的钢板的温度在360℃～300℃之间，可以以第二冷却速度进行冷却，所述第二冷却速度可以≥5℃/s。本发明人发现，镀层在开始凝固的时候，镀液与基板之间快速反应形成了富含铝的化合物，同时形成大块的先析出的富含铝的晶体。如果冷却速度适当，则有利于形成大量的富含铝和镁的树枝状晶体。这种富含铝和镁的树枝状晶体在后续的腐蚀过程中难以与介质发生反应，具有良好的耐腐蚀效果。本发明人还发现，当镀层的温度降低到360℃以下时，先析出的晶体已经全部析出，开始进行共晶反应过程。在共晶反应的过程中，会形成含有Al/Zn/Mg-Zn、Al/Mg-Zn或Zn/Mg-Zn中的一种或多种的混合物组织。该混合物组织不同相，并且更加细密。这种细密的混合物组织在后续的使用中，能够迅速与空气中的二氧化碳、水反应，形成含有锌、铝、镁的水溶液，能够覆盖和保护切口。因此，在本公开内容的一些实施例中，为了形成大量的富含铝和镁的树枝状晶体，当所述带有镀层的钢板的温度为镀浴温度至360℃之间，可以以第一冷却速度进行冷却，所述第一冷却速度可以控制在：0＜冷却速度≤1℃/s。在本公开内容的一些实施例中，为了促使镀层表面形成细密的共晶组织(含有Al/Zn/Mg-Zn、Al/Mg-Zn或Zn/Mg-Zn中的一种或多种的混合物组织)，当所述带有镀层的钢板的温度在360℃～300℃之间，可以以第二冷却速度进行冷却，所述第二冷却速度可以≥5℃/s。
依据本公开内容实施例的一个或多个技术方案，有利于在腐蚀初 期形成具有流动性良好的镁离子、铝离子和锌离子溶液，从而使得溶液能够充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物，从而使得获得的热浸镀锌铝镁镀层钢板具有优异的切口耐蚀性。质量分数的含量质量分数的含量
以下将结合实验数据对本公开内容的一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制备方法进行详细说明。使用热轧钢板为基板，该热轧钢板的材质为CQ级别。
依据本公开内容实施例的一个或多个技术方案，设立试验组1-17。另外，设立对比组1-12。其中，试验组1-6以及对比组1-6使用冷轧钢板为基板，钢板材质为CQ级别；试验组7-17以及对比组7-12使用热轧钢板为基板，钢板材质为CQ级别。在试验组1-17和对比组1-12中，按照本公开内容提供的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法中的相关步骤来制备带镀层的钢板；不同之处在于，试验组1-17和对比组1-12中镀液的化学成分如表1所示，具体制备工艺和参数如表2所示。
表1
Figure PCTCN2020121167-appb-000001
Figure PCTCN2020121167-appb-000002
表2
组别 预热镀液的温度 预热钢板的温度 钢板粗糙度 第一冷却速度 第二冷却速度
  ℃ ℃ 微米 ℃/s ℃/s
试验组1 420 420 1 0.5 10
试验组2 440 440 1.2 0.1 12
试验组3 430 430 1.3 0.4 12
试验组4 450 445 1.5 0.2 10
试验组5 500 495 1.9 0.8 5
试验组6 410 408 2 1 8
试验组7 440 430 2 0.1 10
试验组8 450 445 1.2 0.2 12
试验组9 490 487 1.9 0.9 12
试验组10 500 496 1.9 0.3 10
试验组11 400 390 1 0.9 5
试验组12 400 393 2 0.9 8
试验组13 450 445 1.3 0.1 12
试验组14 430 420 1.2 0.2 5
试验组15 430 420 1.8 0.2 11
试验组16 450 440 1.9 0.8 10
试验组17 450 440 2 0.03 8
对比组1 460 460 0.8 1.2 3
对比组2 470 480 0.8 0.3 8
对比组3 430 450 1.2 3 10
对比组4 510 510 1.2 0.4 12
对比组5 520 500 1.5 0.8 12
对比组6 430 440 2.1 0.2 2
对比组7 500 460 2.3 0.2 12
对比组8 550 500 4.3 5 9
对比组9 590 500 2.1 5 3
对比组10 450 450 2.9 0.2 12
对比组11 430 450 1.2 0.8 12
对比组12 470 460 1.9 0.2 2
针对上述试验组1～17和对比组1～12得到的锌铝镁镀层钢板进行切口耐蚀性评价，采用中性盐雾试验评价480小时，观察切口位置的红锈面积比例。采用折弯方法，将上述试验组1～17和对比组1～12得到的锌铝镁镀层钢板分别折弯90°，然后观察镀层发生剥离的比例。实验评估结果如表3所示。
表3
组别 红锈面积比例(％) 镀层剥落比例(％)
试验组1 1 0
试验组2 3 0
试验组3 2 0
试验组4 0 0
试验组5 0 0
试验组6 0 0
试验组7 1 0
试验组8 3 0
试验组9 2 0
试验组10 2 0
试验组11 2 0
试验组12 0 0
试验组13 0 0
试验组14 0 0
试验组15 0 0
试验组16 0 0
试验组17 0 0
对比组1 12 2
对比组2 17 2
对比组3 15 0
对比组4 10 0
对比组5 18 0
对比组6 20 4
对比组7 14 5
对比组8 20 10
对比组9 21 10
对比组10 20 0
对比组11 34 0
对比组12 23 0
由表3可以看出，试验组1-17得到的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板中，红锈面积比例在0～3％的范围内；且镀层剥落比例均为0％。而对比组1-12得到的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板中，红锈面积 比例在12～34％的范围内；且镀层剥落比例为2～10％。很明显，依据本公开内容实施例的试验组1-17得到的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的红锈面积比例和镀层剥落比例均明显较低。
在对比组1-12中，由于其镀层没有同时满足：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数的含量是所述镁的质量分数的含量的2～3倍；从而所得到镀层的厚度不小于所述钢板的厚度的5‰，导致切口耐蚀性较差。
综上可知，本公开内容提供的一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层的制备方法，有利于在腐蚀初期形成具有流动性良好的镁离子、铝离子和锌离子溶液，使得溶液能够充分覆盖钢板切口位置，形成致密的氢氧化物双层化合物，从而获得了具有优异的切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本公开内容的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开内容范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本公开内容进行各种改动和变型而不脱离本公开内容的精神和范围。这样，倘若本公开内容的这些修改和变型属于本公开内容权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开内容也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

  1. 一种具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，包括钢板和镀层；
    所述镀层的化学成分质量分数为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数是所述镁的质量分数的2～3倍；
    所述镀层的厚度不小于所述钢板的厚度的5‰。
  2. 根据权利要求1所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，其中所述钢板的厚度范围为0.5mm-6mm。
  3. 根据权利要求1或2所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，其中根据钢板的厚度控制所述镀层中的镁和铝的质量分数，具体包括：
    当0.5mm≤钢板的厚度≤2mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；
    当2mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝3％～12％，镁1.5％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；
    当4mm＜钢板的厚度≤5mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝4％～12％，镁2％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；
    当5mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝6％～12％，镁3％～4％，其余为锌和不可避免的杂质。
  4. 根据权利要求1所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，其中所述镀层的化学成分质量分数为：铝2～12％，镁1～4％，钙0.01％～0.1％，其余为锌和不可避免的杂质；且所述铝的质量分数是镁的质量分数的2～3倍；所述镀层的厚度不小于所述钢板的厚度的5‰。
  5. 根据权利要求4所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板，其中所述钙的质量分数为0.01％时，根据钢板的厚度控制镀层中的镁和铝的质量分数，具体包括：
    当0.5mm≤钢板的厚度≤2.5mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝2％～12％，镁1％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；
    当2.5mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝2.5％～12％，镁1.2％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；
    当4mm＜钢板的厚度≤5mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝3.8％～12％，镁1.8％～4％，其余为锌和不可避免的杂质；
    当5mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述镀层的化学成分质量分数为：铝5％～12％，镁2.5％～4％，其余为锌和不可避免的杂质。
  6. 如权利要求1-5中任一项所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，包括：
    采用权利要求1-5中任一项所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的所述镀层的化学成分获得镀液；
    将所述镀液加热以获得预热镀液，所述预热镀液的温度控制为不低于所述镀液的熔点，同时不高于500℃；
    获得钢板，将所述钢板浸入所述预热镀液中以获得带有镀层的钢板；以及
    将所述带有镀层的钢板冷却以获得具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板。
  7. 根据权利要求6所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，其中，所述将所述带有镀层的钢板冷却，包括：
    当所述带有镀层的钢板的温度为镀浴温度到360℃之间，以第一冷却速度进行冷却，所述第一冷却速度控制在：0＜冷却速度≤1℃/s；
    当所述带有镀层的钢板的温度在360℃～300℃之间，以第二冷却速度进行冷却，所述第二冷却速度≥5℃/s。
  8. 根据权利要求6所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，其中，所述将所述钢板浸入所述镀液中镀浴之前，先将所述钢板预热到钢板预热温度，所述钢板预热温度的范围为所述预热镀液的温度±10℃。
  9. 根据权利要求6所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，其中，所述将所述钢板浸入所述镀液中镀浴之前，先将所述钢板预热到钢板预热温度，所述钢板预热温度根据钢板的厚度进行控制，具体包括：
    当0.5mm≤钢板的厚度≤2mm时，所述预热镀液的温度≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度+10℃；
    当2mm＜钢板的厚度≤4mm时，所述预热镀液的温度-5℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度；
    当4mm＜钢板的厚度≤6mm时，所述预热镀液的温度-10℃≤钢板预热温度≤所述预热镀液的温度-5℃。
  10. 根据权利要求6所述的具有切口耐蚀性的热浸镀锌铝镁镀层钢板的制备方法，其中，所述获得钢板，包括：获得表面粗糙度Ra为1μm～2μm的钢板。
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