[发明专利]金属镀覆方法以及由此生产出的镀层

说明书

本文公开了一种用于镀覆金属基板例如钢带的方法。该方法包括：如本文所述，将合金控制材料蒸汽沉积或电沉积到所述基板上，以及将所述基板通过熔融镀覆材料浴，并且使所述镀覆材料的镀层形成到所沉积的合金控制材料上。

本申请是申请日为2008年12月9日、发明名称为“金属镀覆方法以及由此生产出的镀层”的申请号为200880126575.0的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明公开了一种镀覆金属基板的方法以及由此生产出的镀层。该方法发现了锌/铝型镀层在钢基板上的具体但不排他的应用。

背景技术

一种镀覆金属基板的已知方法包括将钢带热浸镀在锌和铝的熔融浴中以形成锌/铝合金镀层。该方法被称为工艺。可以向浴中加入硅(大约1.5wt％)以防止在熔融镀覆金属和钢带之间发生过度合金化。在不存在硅的情况下，这种合金化作用可迅速发生，从而所产生出的热量实际上能够加热钢带。在不存在硅的情况下，所得到的镀层因此形成厚的(>20μm)的脆性Al-Fe-Zn合金镀层，从而使得产品毫无用处。在浴中存在硅时，可以形成薄的(约1μm)Al-Fe-Zn-Si四元合金层，其在钢表面上起到覆盖层(blanket)的作用，以使得该表面与熔融镀覆金属隔开，由此防止了快速的合金化并且允许形成足够的镀层覆盖。

但是，硅在浴中的存在引起其它问题。例如，已经观察到，在镀层固化期间，硅针沉淀析出并且在镀层内生长。这些硅针往往与Al-Fe-Zn-Si四元合金层连接，并且可以提供通向合金层的腐蚀路径。这些硅针也会增加镀层的脆性。还有，硅在浴中的存在意味着某些其它浴添加剂例如镁不能用于产生出所期望的镀层性能。例如，硅与镁反应产生出脆性Mg₂Si相，这反过来增大了该镀层的脆性。

上面的说明不应该认为是对公知常识的认可。

发明内容

本发明提供了一种镀覆金属基板的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)如本文所述，将合金控制材料蒸汽沉积或电沉积到所述基板上；以及

(b)将所述基板通过熔融镀覆材料浴，并且使所述镀覆材料的镀层形成到所沉积的合金控制材料上。

在整个说明书中所采用的术语“合金控制材料”指的是用于控制在金属基板的金属和镀覆材料的一种或多种组分之间合金化程度的材料。

在将金属基板通过熔融材料浴之前，将合金控制材料通过蒸汽沉积或电沉积在金属基板上，在用于在钢基板上形成镀层的锌、铝和硅的浴中对浴硅可实现类似或改进的效果。所述合金控制材料也可以在钢基板上形成替代(例如，甚至更薄)的合金层，以对浴硅实现增强的效果，并且使用更少的材料。因此，在例如蒸汽沉积的合金控制材料为硅的情况下，与在熔融浴中所需的材料相比，可以沉积更少的材料，并且仍然可以实现同样或更好的合金控制结果。

另外，可以将浴配制成为没有硅，这又能够便于形成无硅且因此更易延展的镀层。另外，然后可以将其它添加剂例如镁加入到浴中。

除了前面的段落之外，该方法可以包括向熔融镀覆材料浴加入所述合金控制材料，以在所述基板通过所述熔融镀覆材料浴时，使得蒸汽沉积或电沉积的合金控制材料从所述基板中的溶出降到最低。例如，如果硅为合金控制材料并且所述熔融浴不含硅，则一旦发生润湿，在基板通过熔融浴时，对于从在基板上蒸汽沉积或电沉积的硅中使硅溶出而言存在非常强的驱动力，至少直到在所述基板和所述熔融浴之间就硅而言达到平衡。

该方法可以包括使得在所述蒸汽沉积或电沉积的合金控制材料上氧化物的形成降到最低。优选的是，在进入熔融镀覆材料浴中的基板上，蒸汽沉积或电沉积的合金控制材料上没有任何氧化物。该方法可以包括在将基板传送到熔融镀覆材料浴之前，在蒸汽沉积或电沉积的合金控制材料上形成锌镀层。

该合金控制材料可以通过物理蒸汽沉积技术或化学蒸汽沉积技术或电沉积技术(如下文所述)沉积在基板上。