[发明专利]具有低液相线温度的改进的热浸镀锌涂层、制造及使用该涂层的方法

说明书

本发明涉及一种涂覆的基底材料。基底可以是钢合金，并且该钢合金中的显微结构可以用低温涂覆工艺改变。本发明还涉及一种在低温下涂覆基底的方法。本发明还涉及一种涂层，其中与没有掺杂物的熔化温度相比，该涂层的熔化温度用掺杂物降低。本发明还涉及一种用掺杂物制作涂层的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月8日提交的美国临时专利申请序列No.62/372,193在35U.S.C§119(e)下的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及较低的液相线温度涂层以增强各种应用中的基底反应，并且涉及制造和使用该涂层的方法。

背景技术

锌涂层适用于钢和钢合金，在分批和连续工艺中，以提供防腐蚀保护。虽然有时使用镀锌，但更常见的是通过将钢基底浸入熔融金属浴中来施加涂层，从而使钢基底暴露于由金属涂层的熔化温度控制的热过程。这些热过程会影响基底冶金，有时还会以有害的方式影响产品性能，例如将基底材料进行碳时效。此外，需要高温浴的锌涂层会抑制马氏体或贝氏体的大量形成，因此在可能形成这些显微结构的钢中，需要额外的工艺来形成这些显微结构。

发明内容

在某些情况下，较低的浴温将使工艺能够增强性能。本发明增强了热浸涂覆工艺的淬火和分区。由于需要低于锌的熔点的淬火温度，因此难以在锌浴中进行淬火。较低的浴温可以消除控制淬火温度的资本修改的需要，并且还可以允许不同的分区控制。

较低的浴温也使得可以在较低温度下进行等温淬火。因此，本发明的一方面是一种合金涂层，其熔点低于先前所设想的并且目前可用于钢。

较低的浴温可以减少由于碳时效引起的不良影响，这可以增强许多应用中的性能，包括钢片、高强度镀锌丝和其他钢。另一种方法是加热以对分批退火的低碳钢涂覆镀锌，其被耐时效的无间隙钢的在线退火连续涂覆所取代。较低熔点的合金可以允许这些应用的替代等级和工艺以降低成本。

双相钢片通常在锌浴后转变为马氏体。此外，由于相关的软化，浴温对于有效的马氏体回火而言太高。降低熔化温度可以允许控制马氏体回火以增强延展性而不会过度损害强度。

通常，涂层的液相线温度高于锌的熔化温度(即，419.5℃)。虽然形成显微结构(如马氏体或贝氏体)的淬火温度将取决于特定的钢，但钢必须在低温(通常低于约419℃)下淬火，以形成马氏体显微结构，或者比常规的热浸镀锌所实现的更精细的贝氏体显微结构。因此，需要涂层和显微结构变化的钢需要多个步骤才能获得合适的涂覆钢。

本发明允许钢经受淬火以形成显微结构，同时在同一步骤中涂覆基底，或在涂覆的同时形成更精细的显微结构(由于较低的温度)。本发明使用液相线温度低于约419℃的涂层，使得淬火和涂覆步骤可同时发生。淬火温度会影响钢合金的显微结构。可以选择淬火(等温淬火)温度以形成特定的显微结构，例如马氏体(贝氏体)，或马氏体和贝氏体的组合。为了使涂覆工艺作为热处理工作以形成显微结构并用液态的涂层材料涂覆基底，对本发明至关重要的淬火温度必须高于涂层的液相线温度。

本发明的一方面是合金材料。合金材料包括涂层或降温剂。涂层或降温剂包括金属材料和降温剂。降温剂可包括Sn、Li、Ga和/或In。合金材料具有广泛的适用性。仅举几个例子，它可以用作涂层、焊接、耐腐蚀或保持表面质量。

本发明的一方面是新的涂层组合物。涂层可包括锌基合金和第二材料，该第二材料可为掺杂物。

本发明的一方面是在比通常在镀锌工艺中使用的温度更低的温度下使用涂层。换句话说，使用具有较低液相线温度的涂层。

本发明的一方面是一种降低金属材料的液相线温度的方法。该方法包括提供金属材料，然后用锌基合金材料和掺杂物涂覆金属材料。