[发明专利]控制合金化热镀锌钢板镀层相结构的方法及合金化热镀锌钢板

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制合金化镀层，尤其是合金化热镀锌钢板镀层相结构的方法，以及采用该方法制造出的合金化热镀锌钢板。

背景技术

随着车身耐蚀性能要求的提高，镀锌汽车板越来越多地应用于汽车内、外板上。电镀锌汽车板表面质量好，但一般电镀锌钢板的镀层相对较薄，耐蚀性能相对较低，而且厚镀层的电镀锌板的生产成本较高，因而限制了电镀锌汽车板的应用。热镀纯锌汽车板镀层可以镀得很厚，耐蚀性能提升空间大，但纯锌镀层焊接性能差，而且镀层较软，抗石击性能及涂装性能差。合金化热镀锌钢板是将热浸镀后的带钢经过在线镀层合金化退火处理而得到的锌铁合金镀层产品，其耐蚀性能、焊接性能、涂装性能和抗石击性能都较理想，但是如果镀层相结构控制得不合理时，镀层会在冲压成形时出现粉化现象，不仅影响产品的外观，而且还影响镀层的耐蚀性能，严重时更会损坏模具。

为了提高合金化热镀锌钢板镀层的抗粉化性能，日本专利No.355544中提出要尽量减少镀层内的Г相，并且镀层表面还不得含有ζ相。从镀层结合力来考虑，镀层内确实应尽量减少Г相；从降低钢板与模具之间的摩擦力和粘合力以提高钢板成形性能和镀层抗剥落性能来考虑，镀层表面应该不含有ζ相。但是，对于合金化热镀锌钢板来说，合金化镀层是通过镀层合金化退火过程中基板中的铁与镀层中的锌相互扩散而形成合金化镀层的，根据锌-铁二元平衡相图，锌铁合金镀层不可避免地要存在一定的浓度梯度，因此，在靠近基板的镀层内容易形成铁含量比较高的Г相，并在镀层表面容易形成铁含量比较低的ζ相。也就是说，在工业生产过程中，当尽量减少镀层内Г相时，镀层表面容易形成大量的ζ相；当尽量减少镀层表面ζ相时，镀层内又容易生成较多的Г相。因此在实际生产过程中，几乎不可能生产出镀层与基板界面完全没有Г相、且镀层表面又完全没有ζ相这种镀层内只有单一δ相的相结构。

为了提高镀层的抗粉化性能，日本专利No.355543中又提出要在镀层表面生成以ζ相为主的镀层相结构。然而，当镀层表面以ζ相为主时，镀层抗粉化性能虽然很好，但在冲压过程中不仅摩擦力大、冲压力增加，而且镀层很容易呈片状剥落，另外镀层表面过多ζ相也会影响其表面质量和焊接性能等。所以，这种相结构也不实用。

日本专利特开2005-48198号公报则提出镀层铁含量(质量百分含量)控制在6.5～10％之间可以生产出镀层的抗粉化性能、成形性能和涂装性能优良的合金化热镀锌钢板。根据大量工业生产实验分析结果，镀层铁含量(质量百分含量)控制在6.5～10％之间时，特别是镀层平均铁含量在6.5％～9％之间时，镀层表面必然存在大量的ζ相，甚至局部地方还会残存一定量的η相，因此不仅表面质量差、冲压力大，且镀层易呈片状脱落，钢板的成形性能也差，冲压成形时钢板很容易开裂。因此，该专利提出的铁含量控制下限不合理。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种控制合金化热镀锌镀层，特别是热镀锌钢板镀层相结构的方法，以生产出具有优良抗粉化性能和成形性能的合金化镀层。

为此，本发明通过在气刀与顶辊之间设置至少一套带钢稳定装置；稳定控制热浸镀工艺参数、气刀与带钢之间的距离、气刀压力、气刀高度等气刀参数，并选择调控能力和控制精度较高的气刀设备，以获得镀层厚度沿带钢长度方向和宽度方向都均匀的带钢；设定合适的热处理退火曲线，使合金化均热后的带钢温度低于合金化加热段的带钢温度；将带钢按照选定的热处理退火曲线在其宽度方向上进行均匀的合金化处理，包括加热、均热和冷却，以提高带钢镀层合金化过程及合金化程度的均匀性；还包括通过控制平整辊的辊面粗糙度和平整延伸率，以控制镀层表面粗糙度和平整率，提高钢板的成形性能。

所述带钢稳定装置的其中一套尽可能靠近气刀，并且可选地，将其它的带钢稳定装置设置在气刀与顶辊之间。