[发明专利]金属镀覆钢带

说明书

本发明涉及带材，特别是钢带，该带材具有耐腐蚀金属合金镀层。

本发明尤其涉及耐腐蚀金属合金镀层，其含有铝-锌-硅-镁作为合金中的主要元素，在这基础上，下面称为“Al-Zn-Si-Mg合金”。该合金镀层可以包含作为有意添加的合金添加剂或作为不可避免的杂质存在的其它元素。因此，词组“Al-Zn-Si-Mg合金”被理解为涵盖含有这些其它元素的合金，并且其它元素可以为有意添加的合金添加剂或作为不可避免的杂质。

本发明具体但不排他地涉及一种钢带，该钢带镀覆有上述Al-Zn-Si-Mg合金，并且能够冷成型(例如轧制成型)为最终用途产品，例如屋面产品。

通常，Al-Zn-Si-Mg合金包括其重量百分比为以下范围的元素铝、锌、硅和镁：

铝：40-60％

锌：40-60％

硅：0.3-3％

镁：0.3-10％。

通常，通过热浸镀方法，将耐腐蚀金属合金镀层形成在钢带上。

在普通的热浸镀金属镀覆方法中，钢带通常穿过一个或多个热处理炉，之后进入并且穿过装在镀覆锅中的熔融金属合金浴。靠近镀覆锅的热处理炉具有向下延伸至低于所述合金浴的上表面的位置处的出口喷嘴。

通常使用加热感应器使金属合金在镀覆锅中保持熔融状态。带材通常通过浸入到浴中的细长的炉出口斜道或喷嘴形式的出口端部分离开热处理炉。在浴内，钢带绕着一个或多个浸入导辊(sink rolls)穿过浴并且从浴中向上穿出，在它穿过浴时镀覆金属合金。

在离开镀覆浴之后，镀覆了金属合金的钢带通过镀层厚度控制工段， 例如气刀或气刮工段，在那里镀覆表面受到刮擦气体的喷射，以控制镀层的厚度。

然后，镀有金属合金的钢带通过冷却工段进行强制冷却。

之后可视情况，经过冷却的镀覆金属合金的钢带相继通过光整冷轧工段(也称为表面光轧工段)和拉伸矫直工段进行精整。在卷取工段处卷取精整过的钢带。

55％Al-Zn合金镀层为用于钢带的、公知的金属合金镀层。在固化之后，55％Al-Zn合金镀层一般由α-Al枝晶以及位于镀层枝晶间区域中的β-Zn相构成。

已知在热浸镀方法中，通过向镀覆合金组分中添加硅，以防止在钢基底和熔融镀层之间出现过度合金化(excessive alloying)。一部分硅参与四元合金层形成，但是大部分硅在固化期间沉淀析出成为针状纯硅颗粒。这些针状硅颗粒也存在于镀层的枝晶间区域中。

本申请人已经发现，当在55％Al-Zn-Si合金镀层组分中含有Mg时，Mg通过改变所形成的腐蚀产品特性，为产品性能带来一定的有益效果，例如改善了割边防护(cut-edge protection)。

但是，本申请人还发现，Mg与Si反应以形成Mg₂Si相，而该Mg₂Si相的形成以许多方式损害了Mg的上述有益效果。

作为本发明的重点的一种特定方式在于称为“斑点(mottling)”的表面缺陷。本申请人已经发现，在一定的固化条件下，在Al-Zn-Si-Mg合金镀层中出现斑点。斑点与在镀层表面上存在Mg₂Si相有关。

更具体地说，斑点是一种缺陷，在该缺陷处，有大量的粗糙Mg₂Si颗粒在镀层表面上团聚在一起，导致从美观方面不能接受的布满斑点的表面外观。更具体地说，成团的Mg₂Si颗粒形成尺寸大约为1-5mm的较暗区域，并且在镀层外观中引入不均匀性，这使得该镀覆产品不适用于那些均匀外观较为重要的应用。

上面的说明不应作为在澳大利亚或其它地方中的公知常识。

本发明为Al-Zn-Si-Mg合金镀覆带材，它在镀层微结构中具有Mg₂Si颗粒，并且这些Mg₂Si颗粒的分布情况为：镀层的表面只有一小部分 Mg₂Si颗粒或者至少基本上没有任何Mg₂Si颗粒。

本申请人已经发现Mg₂Si颗粒在镀层微结构中的上述分布具有明显的优点，并且可以通过以下手段中的一种或多种来实现：

(a)在镀层合金中加入锶；

(b)对于离开镀覆浴时给定的镀层质量(即镀层厚度)，选择在镀覆带材固化期间的冷却速度；以及

(c)使镀层厚度变化最小化。