[发明专利]耐高温锌基镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件

说明书

本发明公开一种耐高温锌基镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件，由于陶瓷化学转化膜的存在，耐受了加热至850～950℃的高温，气氛中的氧通过陶化膜与镀层缓慢反应，形成更多的氧化物，进一步阻止了锌层的蒸发，热冲压之后镀层完全转变成铁合金层，没有镀层蒸发现象，无硬质的Fe‑Al金属间化合物。

技术领域

本发明涉及一种镀层钢板，特别涉及一种耐高温锌基镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件。

背景技术

现代的汽车制造业要求减重、节能、安全性的结合，热压成型钢的出现满足了这方面的要求，因此得到了极大的发展。

但是在热冲压的加热以及冲压过程中，钢板在几百度的温度下暴露于空气中会发生比较严重的表面氧化，冲压完成后需要进行清理以及防腐处理，消耗人力和成本。为解决此问题，各种解决方案先后被提出，包括在钢板表面涂覆防腐涂料、热浸镀铝硅镀层、锌铁合金镀层、锌镍镀层，这些方法各有优缺点。

锌基镀层钢板在热压成型领域也得到了较多的应用，但是有几个问题依然没有得到较好的解决，包括锌层的液相腐蚀问题、锌液的高温蒸发问题。现有技术中有在镀锌钢板表面涂覆高温防氧化涂料的方法，但是钢板涂覆高温防氧化涂料操作不方便，在经济上也不适合。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种耐高温锌基镀层钢板及其制造方法、热成型方法和部件，具备纯锌镀层对钢板的保护作用，同时又解决了纯锌镀层液相侵蚀及易于蒸发等缺点。

本发明目的是通过下面的技术方案实现的：

一种耐高温锌基镀层钢板，其特征在于：含有锌及锌合金热浸镀层，热浸镀层表面具有陶瓷化学转化膜；所述的陶瓷化学转化膜厚度为10-1000纳米；所述的陶瓷转化膜包括ZrO₂、ZrOF₂、Zr₂OF₂、及MgO、Al₂O₃、ZnO三种中的一种或几种。

所述的热浸镀层含有Si、Ti、Mn、Ca、Na、K、B中的一种或几种元素。

所述的热浸镀层中锌的质量百分含量60％以上。

一种耐高温锌基镀层钢板的制造方法，其特征在于：将含有锌及锌合金热浸镀层钢板进入陶化液中，或者将陶化液均匀涂覆到含有锌及锌合金热浸镀层钢板表面，经过50～130℃的温度烘干，在烘干的过程中溶液与钢板表面发生化学反应，在镀层表面生成一层陶瓷化学转化膜；所述的陶化液为含有锆的化合物的溶液。

一种耐高温锌基镀层钢板的热成型的方法为：在含氧气氛中将钢板加热至850～950℃，在650℃以下的温度区间加热速度控制在15℃/s以下，在850～950℃的温度区间保温3-15分钟，之后进行热成型，热成型过程中的冷却速率大于20℃/s，冷却终点温度控制在50～350℃。在650℃以下的温度区间加热速度控制在15℃/s以下，可以保证在加热的过程中镀层表面的陶化层不被破坏。

所述的进入陶化液中是通过线下以单张钢板的方式进行。

所述的将陶化液均匀涂覆到含有锌及锌合金热浸镀层钢板表面是在连续热浸镀生产线上通过辊涂、喷淋后再烘干的方法进行的。

所述的陶化液，包括锆化物、氧化剂、硅烷偶联剂、成膜促进剂、PH值调节剂、缓蚀剂，PH值控制在2-5。

一种耐高温锌基镀层钢板制得的部件，热成型后钢板表面由钢基体到表面依次为铁基固溶体层、金属间化合物层和氧化物-陶瓷化学转化膜结合层，所述的金属间化合物层以Fe-Zn化合物为主；所述的氧化物以氧化锌为主。