[发明专利]为含有6重量%至30重量%的Mn的热轧或冷轧钢带镀覆金属保护层的方法

说明书

本发明涉及一种为热轧钢带或冷轧钢带镀覆金属保护层的方法， 所述热轧钢带或冷轧钢带含有6重量％至30重量％的Mn，并且所述 金属保护层尤其是基于锌的保护层，其中将待镀覆的钢带在800℃ -1100℃的温度以及含有氮气、水蒸气和氢气的退火气氛下进行退火， 随后对其进行热浸镀。

锰含量高的钢由于同时具有以下两方面的有利特性而使其在特 定程度上基本适合用于车辆制造工业(特别是汽车制造工业)中，所 述特性为：一方面具有达1,400MPa的高强度，另一方面具有极高的 伸长率(均匀伸长率高达70％，断裂伸长率高达90％)。特别适合 于这种具体应用、并且具有6重量％到30重量％这样的高Mn含量的 钢可从(例如)专利文献DE 10259230A1、DE 19727759C2或 DE 19900199A1中得知。由这些已知的钢制得的平型制品具有各向 同性的形变行为以及高强度，并且在低温下仍然是可延展的。

然而，与这些优点相对的是，锰含量高的钢易于发生点蚀，并 且难于被钝化。与低合金钢相比，这种属于高合金钢板材料系列的钢 在氯离子浓度增加的情况下易于出现部位有限、但强烈被腐蚀的倾 向，因而使得其难于使用，在汽车车体制造过程中尤其是如此。此外， 高锰含量的钢易于发生表面腐蚀，这也会限制其使用范围。

因此，人们也已提出要提供这样的平型钢制品，该平型钢制品由 高锰含量的钢制备，并具有由原本已知的方式形成的金属镀层，这种 金属镀层会保护钢免受腐蚀侵害。为了达到这个目的，人们尝试通过 电解向钢材上施加锌镀层。

尽管通过这种方式进行镀覆的高锰合金钢带能够凭借施加于其 上的金属镀层而免受腐蚀的侵害，但是从工艺工程的角度来看，这样 所需的电解镀覆的操作成本相对较高。此外，还有发生氢气吸附的危 险，这会对材料产生不利的影响。

在实践中通过更为经济可行的、实用的热浸镀法进行了为具有高 锰含量的钢带设置金属保护层的尝试，但这些尝试除了在熔融金属的 润湿方面存在基本问题之外，尤其在冷成型所需的镀层对钢基底的附 着性方面也未产生令人满意的结果。

据发现，由热浸镀所必须的退火而产生的厚氧化层是造成附着性 差的原因。以这种方式被氧化的金属板表面不再能够被金属镀料润湿 至所需的均匀度和完整度，因此便不能实现对整个表面区域进行防腐 保护的目的。

由高合金化但锰含量较低的钢系列得知，可以通过施加由Fe或 Ni形成的中间层来改善润湿性，但这些可能的方法在锰含量至少为6 重量％的钢板中尚未取得所期望的成功。

在专利文献DE 102005008410B3中，提出在热浸镀前的最终 退火步骤之前，向含有6重量％至30重量％的Mn的钢带施加铝层。 在对该钢带进行热浸镀之前的退火过程中，粘附于钢带上的铝会防止 其表面发生氧化。随后，铝层(其作为一种助粘剂)使得通过热浸镀 而制得的层牢固地附着于钢带的整个表面区域上，即使在钢带本身由 于合金化而产生对此不利的条件时也是如此。在这种已知方法的情况 中，为了上述目的而对退火处理(该处理是在热浸镀之前必须进行的) 过程中铁由钢带扩散到铝层的效果进行了研究，结果发现，在退火过 程中，在钢带上形成有基本上由Al和Fe构成的金属沉积物，该金属 沉积物随后与由钢带形成的基底紧密结合。

由专利文献WO 2006/042931A1中已知另一种对高锰含量的钢 带进行镀覆的方法，其中该高锰含量的钢带含有0.35重量％至1.05 重量％的C、16重量％至25重量％的Mn，余量为铁以及不可避免的 杂质。根据该已知方法，首先对具有这种组成的钢带进行冷轧，随后 在对铁而言具有还原性的气氛下进行重结晶退火。退火参数被选择为 使得所述钢带的两个表面均覆盖有基本上全部为无定形氧化物 (FeMn)O的次层，并且另外还覆盖有由结晶性氧化锰构成的外层，这 两层的总厚度为至少0.5μm。经实际研究表明，在实践中，通过这种 方式精心进行预镀覆的钢带仍然不具有冷成型所需的对钢基底的附 着性。