[发明专利]一种抗切口腐蚀性能优良的热浸镀层钢板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种抗切口腐蚀性能优良的热浸镀层钢板，其包括基板和镀覆于基板上的Al‑Zn‑Si‑Mg镀层，在所述Al‑Zn‑Si‑Mg镀层的表层中具有一厚度区域范围，在所述厚度区域范围内，Al与Zn的重量比在0.40‑0.70之间。相应地，本发明还公开了一种上述热浸镀层钢板的制造方法，包括步骤：(1)基板预处理；(2)将基板进入镀液池热浸镀，所述镀液池的温度为565‑605℃；(3)钢板离开镀液，进行分段冷却。本发明所述的热浸镀层钢板抗切口腐蚀性能优良，对抗源自切口的处理膜失效蔓延能力效果显著，并且所述的热浸镀层钢板无需添加成本较高的合金元素。

技术领域

本发明涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种热浸镀层钢板及其制造方法。

背景技术

根据牺牲阳极保护原理，采用镀覆活泼金属来保护钢铁构件已有相当长的历史。最著名的就是镀锌钢材。传统的镀锌工艺有热浸镀和电镀之分，由于电镀的能耗高、环境污染严重、镀层难以做厚，故热浸镀更有工程、实用意义。自18世纪中叶热浸镀锌技术问世以来，热浸镀锌保护钢构得到广泛的使用。由于Zn的腐蚀较快，地球Zn资源的消耗也是惊人的，为了提高防腐效率及减少地球Zn资源的消耗，20世纪60年代人们想到了在Zn中添加其他元素来提高镀层的耐蚀性。首先想到的是Al元素，但加Al后，钢铁构件与镀浴间的反应非常剧烈，以至于单纯加Al没有实际意义，后来发现再加Si，能抑制Al和Fe间的反应从而使得Al-Zn热浸镀层有了商用价值。

目前现有技术中，常用的Al-Zn-Si热浸镀层的成分为：55％Al-43.4％Zn-1.6％Si。Al-Zn-Si镀层本体主要由富铝相枝晶和富锌相(位于富铝相枝晶间)交织而成。由于富锌相的电位较钢基Fe的负，当镀层暴露于腐蚀介质中时，富锌相将优先腐蚀(尽管富铝相的电位较富锌相更负，但其表面无法消除的氧化膜使得实际富铝相的电位升高很多——高于钢基Fe的电位，Al-Zn-Si镀层对钢板的保护可以理解为基于富铝相的屏障保护和富锌相作为牺牲阳极的阴极保护的共同作用)。富锌相的数量及分布决定了Al-Zn-Si镀层钢板的整体腐蚀表现。现有技术中Al-Zn-Si热浸镀层钢板裸用极少，绝大多数的钢板都会在表面涂敷有处理膜(在现有技术中，处理膜一般包括经涂漆处理形成的漆膜或经其他处理后所形成的功能膜，例如经耐指纹处理后形成的耐指纹膜)的情况下被使用。因此，当钢板的表面涂敷有处理膜时，镀层与腐蚀介质接触机会最多的地方是在钢板的切口处，因而切口处的抗腐蚀能力是钢板抗腐蚀能力的关键。

通常来说，所述的切口腐蚀主要包括纯粹的切口处的电偶腐蚀和源自切口的处理膜失效蔓延。其中，纯粹的电偶腐蚀是指：镀层和钢基板同时暴露于腐蚀介质时，富锌相牺牲，钢基板受到保护；当富锌相消耗殆尽时，钢基板就因失去保护而开始被腐蚀。而源自切口的处理膜失效蔓延(英文又称edge-creep)是指：当热浸镀层钢板表面有处理膜时，切口处处理膜下的富锌相因上述的纯粹电偶腐蚀的产物的膨胀而使得处理膜鼓胀、破坏而失效。一旦处理膜的保护作用失效，腐蚀前沿将自切口边缘向板面纵深蔓延，进而使得板面纵深处更多的富锌相牺牲，由此带来更大面积的处理膜失效，产生恶性循环。

随着处理膜失效蔓延的持续，腐蚀前沿离切口边缘将渐行渐远。腐蚀前沿的富锌相的牺牲对远端的切口暴露的钢基板仍有保护作用，尽管保护作用会越来越弱(因保护电流随着腐蚀前沿的远离而越来越小)。由此也可以看出，通常所说的切口腐蚀中，源自切口的处理膜失效蔓延对钢构的破坏性更强，因此更值得人们关注，改善热浸镀层钢板抗源自切口的处理膜失效蔓延的能力对钢板的抗腐蚀性能的提高有重大意义。

现有技术中，改善Al-Zn-Si热浸镀层钢板切口腐蚀通常采用的措施是在镀层中引入活泼的碱土金属Mg元素，其原理为：含Mg镀层优先腐蚀时，生成的含Mg的锌腐蚀产物会流迁、沉积到裸露的切口钢基表面上，形成具有较好保护能力的膜层。但采用该方法的缺陷是：含Mg镀层的优先腐蚀本身仍然会触发源自切口的处理膜失效蔓延，换言之，仅依靠在镀层中添加Mg，仍不能有效的改善其抗源自切口的处理膜失效蔓延的能力。

鉴于此，期望获得一种抗切口腐蚀性能优良的热浸镀层钢板，该钢板对源自切口的处理膜失效蔓延的抑制效果更加显著。