[发明专利]热镀铝钢板及其制造方法和合金层控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及可应用于汽车排气系统构件和热器具构件、耐热性和耐腐蚀性出色的热镀铝钢板及其制造方法和合金层控制装置，尤其涉及对金属镀层与母材钢板其界面不可避免地生成的Fe-Al-Si合金层厚度和截面形态的控制。

背景技术

以连续热镀设备制造热镀铝钢板的过程当中，如图17所示，母材钢板4导入调节为规定镀浴组成和镀浴温度的Al-Si熔融合金镀浴1中，通过浴中的液下辊(シンクロ-ル)2导出浴外之后，由紧接着在镀浴上方的气拭装置3调整镀着量(镀层厚度)。而且，要使金属镀层在热镀钢板6到达上方的顶端辊子9之前凝固好，通常在镀浴的上部配置冷却装置5，对金属镀层进行强制冷却(喷射气体、气体+液体等)。

这样制造的热镀铝钢板，由于母材钢板与金属镀层其界面的扩散反应(Fe原子从母材钢板向金属镀层的扩散渗入)，在界面上不可避免地生成Fe-Al-Si合金层。合金层硬而且脆，所以成为热镀钢板冲压加工时促使镀层剥离的原因尤其是对进行深冲、减薄等强加工的用途来说，为了确保其冲压成型的可加工性，需要将合金层厚度抑制为约5μm以下(例如特公昭51-46739号公报)。

对于用以抑制上述合金层生成、成长的热镀作业条件来说，提出如下各种办法：

(a)将镀浴调整为一定的Al-Si镀浴组成(Si含量3～13％)，同时将母材钢板浸入浴中的温度(浸入浴中前一瞬的板温)调节在镀浴金属的熔点～熔点+40℃的温度区内(特开平4-176854号公报)；

(b)由浴上冷却装置的致冷剂喷雾(液体、气体+液体等)使从镀浴中导出浴上的热镀钢板骤冷(特开昭52-60239号公报)；

(c)事先在母材钢板表面上覆盖熔点比热镀金属低的金属层，在热镀结束之前时间内使钢板温度维持在500℃以下(特开平1-104752号公报)；

(d)使母材钢板浸入浴中的温度比镀浴温度低50～100℃(特开平5-287488号公报)。

但仅仅靠对镀浴组成、镀浴温度的调整、母材钢板浸入浴中温度的控制、或对金属镀层强制冷却的强化等现有方案这类对作业条件的控制，难以对合金层厚度起到充分的抑制效果，而母材钢板表面由特定金属层覆盖的方法，则无奈地带来工序增加和成本上升的不利。而且，不论哪一种方法，合金层生成、成长速度同作业条件的定量关系都不清楚，无法高精度地控制合金层厚度。

本申请发明人就上述合金层的生成现象重新仔细研究，结果发现，合金层其生成层厚度同母材钢板浸入热镀浴时起、通过浴中、至钢板表面金属镀层凝固好时所经历的时间具有定量关系，通过对这种历经时间进行调节，可以高精度地将合金层厚度控制在所需厚度(以下)。

而且还发现，上述合金层其截面形态随热镀作业条件有显著的不同；合金层表面其凹凸越小、截面形态越平整，镀层的耐剥离性就越高；而且其截面形态依赖于热镀钢板导出镀浴面时起至金属镀层凝固好时所经历的时间，通过对这种历经时间进行调节，可以将截面形态控制为较好的形态。

本发明正是基于上述认识，其目的在于提供一种镀层剥离性优异的热镀铝钢板，可以高精度控制合金层其生成层厚度和其截面形态的连续热镀铝钢板制造方法和合金层控制装置。

发明概述

本发明的热镀铝钢板，在母材钢板表面上具有Si含量3～13重量％的Al-Si金属镀层，在母材钢板与金属镀层的界面上具有Fe-Al-Si合金层，其特征在于，Fe-Al-Si合金层的厚度为1～5μm，且Fe-Al-Si合金层层厚的最大凹凸差为0.5～5μm。

按照本发明，热镀铝钢板Fe-Al-Si合金层的厚度及其最大凹凸差都满足合适值范围。上述合金层非常的硬和脆，若其厚度及其最大凹凸差超过上限值的话，镀层的耐剥离性便下降，冲压加工时发生镀层剥离。而且，即便合金层厚度在上限值以下，但合金层厚度最大凹凸差超过上限值的话，镀层耐剥离性还是因此缺憾而变差，冲压加工时发生镀层剥离。因此，要提高镀层的耐剥离性，需要对合金层厚度及其最大凹凸差两者进行抑制。本发明的热镀铝钢板满足了可抑制合金层厚度及其最大凹凸差两者的合适范围，因而具有极为优异的镀层耐剥离性。