專(zhuān)利名稱(chēng)：鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板和其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的制備方法，所述金屬薄板由IF鋼制成。根據(jù)通常的理解，可以認(rèn)為“鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板”是以卷材或半成品形式銷(xiāo)售的熱鍍鋅金屬薄板，它們?cè)跓徨冎笠堰M(jìn)行退火處理。采用這種“鍍鋅層擴(kuò)散退火處理”的方法在金屬薄板基體材料上形成的鍍層通常僅僅包含鐵-鋅化合物。
術(shù)語(yǔ)“IF(無(wú)間隙)鋼”可認(rèn)為是不存在間隙溶解的合金組元的鋼，除了可能要求的其它合金組元之外，所述合金組元包括硅以及附加含量的用于去除C和N原子的鈦和/或鈮。這種鋼的特征在于其屈服點(diǎn)低，因而具有良好的冷成形性，特別適合于深度拉拔的部件。
由IF鋼制成的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板尤其可用于制造汽車(chē)車(chē)身。在這種情況下，不僅對(duì)基體材料，而且對(duì)基體材料上的鍍層的成形性要求極高。實(shí)踐表明采用傳統(tǒng)方法制備鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板時(shí)，壓制工具的磨損較大。這種磨損很大程度上取決于鋼的組成以及鋼的制備條件，而與具體成性條件的影響無(wú)關(guān)。所述鋼的制備條件直接影響鍍層的相結(jié)構(gòu)，因此也就直接影響其表面狀況、均勻性以及鍍層與基體金屬的結(jié)合強(qiáng)度。
在用于制備所述及的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的IF鋼中添加最多0.1wt.％的硅是為了改善鋅鍍層在基體材料上的結(jié)合性能。硅合金化能夠獲得更高的晶界占有率。在成型期間，所述晶界作為能夠阻止鍍層進(jìn)一步脫落的“預(yù)置開(kāi)裂點(diǎn)”發(fā)生剪切和成型。
然而，硅合金化會(huì)降低基體材料的機(jī)械性能，并且因此降低其成形性。例如，已證實(shí)當(dāng)硅含量增加0.01wt.％時(shí)，材料的強(qiáng)度下降1N/mm2。
其它研究已發(fā)現(xiàn)當(dāng)鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板采用含硅量很低如0.012wt.％的IF鋼制備且同時(shí)鍍層中的鐵含量為7-12wt.％時(shí)，鍍層與基體材料的結(jié)合很差。當(dāng)鍍層中鐵含量較高且鍍液中鋁含量較高時(shí)，能夠在用于支撐鍍層與基體金屬的結(jié)合的鋼/鍍層界面處觀察到齒形結(jié)構(gòu)。
然而，實(shí)際上，通過(guò)提高鍍液中鋁含量或提高鍍層中鐵的分?jǐn)?shù)不能改善鍍層與基體材料的結(jié)合性能。這是因?yàn)殄円褐袖X含量高會(huì)導(dǎo)致在鍍鋅層擴(kuò)散退火處理反應(yīng)中合金化明顯遲緩。這種遲緩只有通過(guò)提高爐溫和延長(zhǎng)爐內(nèi)傳輸時(shí)間來(lái)彌補(bǔ)。這兩種措施均會(huì)提高運(yùn)行成本，降低經(jīng)濟(jì)效率和加大爐體磨損。
另外，只有通過(guò)提高鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度和/或延長(zhǎng)保溫時(shí)間，才能夠提高鍍層中的Fe含量。這樣的結(jié)果是鍍層中含有清晰可辨的γ相層。該γ相層然后與強(qiáng)度高的基體金屬結(jié)合。然而，所述γ相層與其上存在的厚得多的δ相層之間的結(jié)合強(qiáng)度較差。結(jié)果，在相應(yīng)的加載期間，厚δ相層會(huì)發(fā)生剝落，因此，磨損增大，而且，也不能確保所要求的鍍層對(duì)基體材料的保護(hù)作用。
由例如DE 198 22 156 Al可基本了解對(duì)這種方法的最初介紹。在所述已知方法中，由IF鋼熱軋出熱軋帶，再卷取并軋制成冷軋帶。然后，在退火爐中對(duì)冷軋帶進(jìn)行再結(jié)晶退火，最后，在鋅鍍液中形成鋅鍍層。
本發(fā)明的目的是形成一種鍍層與基體材料間的結(jié)合性能得到改善的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板，以及提供一種適于制備具有所述質(zhì)量的金屬薄板的方法。
基于上述現(xiàn)有技術(shù)，一方面，采用一種制備鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的方法，這一問(wèn)題得以解決。所述方法中包括由含硅0.01-0.1wt.％的IF鋼制備出熱軋帶；在不低于700℃但不高于750℃的卷取機(jī)溫度下卷取熱軋帶；由所述卷取的熱軋帶軋制成冷軋帶；在退火爐中，退火氣氛下，對(duì)冷軋帶進(jìn)行再結(jié)晶退火；在鋅鍍液中在已退火的冷軋帶上形成鋅鍍層；以及在不低于500℃但不高于540℃的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度下對(duì)所述鍍鋅冷軋帶進(jìn)行退火。
在根據(jù)本發(fā)明的步驟中，對(duì)各步驟的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使基體材料“IF鋼”的機(jī)械性能與鍍覆在基體材料上的鍍層性能相互之間實(shí)現(xiàn)最佳匹配。這樣，就能夠獲得滿足極高要求并且適于在成形期間承受極高應(yīng)力的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板。
本發(fā)明基于如下認(rèn)識(shí)熱軋帶以及冷軋帶表面的氧化狀態(tài)對(duì)硅改善鍍層結(jié)合性能的作用影響顯著。所述氧化狀態(tài)在鍍鋅開(kāi)始階段影響Zn/Fe相形成動(dòng)力學(xué)。如果該相形成緩慢，則會(huì)在鋼基體材料與鍍層交界處形成一種基體材料與鍍層相互之間緊密嵌入的結(jié)構(gòu)。這種齒形結(jié)構(gòu)的形成能顯著提高鍍層與基體材料間的結(jié)合性能。
另外，通過(guò)形成鋸齒狀的鍍層可以提高結(jié)合性能。這種形式的鍍層也促進(jìn)鍍層在基體材料上的結(jié)合。
熱力學(xué)分析表明在Zn鍍液中溶解Al能夠減少近表面處的氧化物。在這種情況下，部分可用鋁不會(huì)促進(jìn)Fe-Al阻擋層的形成。相反，該阻擋層的形成受到削弱，而Fe/Zn相反應(yīng)加劇。
除了這一直接效應(yīng)之外，氧化物粒子也影響鋼表面結(jié)構(gòu)再結(jié)晶的次序。這是因?yàn)榧?xì)小的氧化物即使沒(méi)有完全抑制再結(jié)晶的發(fā)生，但也具有阻礙再結(jié)晶的作用。在這一點(diǎn)上，鈦的氧化物尤其有效。由于再結(jié)晶受到阻礙，結(jié)果出現(xiàn)細(xì)晶?；蛘咄耆貜?fù)的結(jié)構(gòu)。由于晶粒尺寸、晶界擴(kuò)散能力和組織的作用，所述結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響Fe-Al阻擋層的有效性。這樣，重復(fù)或者細(xì)晶粒的結(jié)構(gòu)加速所述相反應(yīng)，而粗大、再結(jié)晶的結(jié)構(gòu)卻具有阻礙作用。
在內(nèi)部氧化之后，大量細(xì)小氧化物滲透進(jìn)入表面一定深度。這些細(xì)小氧化物以一種不希望的方式直接或間接地加速所述相反應(yīng)，從而影響鍍層的性能。已經(jīng)證實(shí)在熱軋帶中的鱗皮下就已發(fā)生內(nèi)部氧化，而且，對(duì)熱軋帶酸洗也未將其去除。
除了對(duì)鋼基體材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的副作用之外，內(nèi)氧化對(duì)鍍層的均勻性也有不利影響。其中，鍍層的斑紋由內(nèi)部氧化物的橫向分布決定。
卷取機(jī)溫度對(duì)內(nèi)氧化的形成有重要影響。借助根據(jù)本發(fā)明的卷取機(jī)溫度優(yōu)選范圍，能夠有效避免內(nèi)氧化的形成。因此，鍍層的磨損特性以及鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的機(jī)械性能直接受卷取機(jī)溫度影響。在這方面，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中已發(fā)現(xiàn)如果卷取機(jī)溫度不低于710℃但不高于740℃，則能獲得特別好的性能。
根據(jù)相應(yīng)的硅含量，可以進(jìn)一步限制卷取機(jī)的最佳溫度范圍?？稍试S的最低卷取機(jī)溫度應(yīng)不低于720℃，而該溫度范圍的上限仍然是740℃。已發(fā)現(xiàn)在所有情況下，用于制備基體材料的IF鋼的硅含量為0.03-0.08wt.％，卷取機(jī)溫度為710℃或720℃，最高740℃時(shí)，能夠制備出具有特別良好的磨損特性以及優(yōu)異的機(jī)械性能的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板。
因?yàn)樵谀承┣闆r下，內(nèi)氧化僅僅在鍍鋅之前進(jìn)行的退火期間開(kāi)始，這與鋼基體材料的組成或生產(chǎn)條件有關(guān)，所以，如果退火氣體的露點(diǎn)處于比較高的溫度范圍則很不利。退火氣體的露點(diǎn)較高會(huì)促進(jìn)所不希望的內(nèi)氧化發(fā)生。
同時(shí)，應(yīng)該注意鋼基體材料的外氧化會(huì)導(dǎo)致在鋼表面處形成有利于鍍層結(jié)合性能的較大顆粒。為了在冷軋帶退火期間形成大顆粒，必須抑制熱軋帶在退火期間發(fā)生內(nèi)氧化。因此，本發(fā)明中設(shè)定退火氣體具有低的露點(diǎn)。所以，根據(jù)本發(fā)明設(shè)定構(gòu)成再結(jié)晶退火氣氛的退火氣體的露點(diǎn)為-20～-60℃，其中，在進(jìn)一步的優(yōu)化方案中，所述露點(diǎn)為-25～-40℃。
在氧化物形成方面，還應(yīng)該注意鍍鋅之前冷軋帶表面的氧化狀態(tài)對(duì)鍍層的粗糙度、結(jié)合性能和均勻性均有明顯影響。這里，必須注意氧化顆粒的直接影響與間接影響之間的差別。例如，鈦的氧化物顯著影響鋅鍍層的均勻性和粗糙度以及結(jié)構(gòu)和組織，而Si的氧化物直接影響鍍層與基體材料的結(jié)合性能。如果在鍍鋅之前的外氧化過(guò)程中，鋼基體材料中存在的硅合金元素能夠擴(kuò)散到表面，則其僅僅對(duì)鍍層的結(jié)合性能有有利作用。
在前述條件下退火的冷軋帶優(yōu)選在退火過(guò)程中通過(guò)鋁含量為0.1-0.14wt.％的鋅鍍液。在Zn熔體中添加所述量的Al有利于在鋼基體層與鍍層件的過(guò)渡區(qū)附近形成所要求的齒形結(jié)構(gòu)。這里，如必要，可以進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，例如，鋅鍍液中含有0.105-0.125wt.％的鋁。
在本發(fā)明的一個(gè)使制備結(jié)果同樣優(yōu)化的進(jìn)展中，鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度可以為510-530℃。
根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的制備步驟能夠獲得一種鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的產(chǎn)品，該產(chǎn)品中，在鋼基體材料與鍍層交界區(qū)形成有一種齒形結(jié)構(gòu)，通過(guò)該結(jié)構(gòu)可確?；w材料與鍍層之間緊密結(jié)合。這種緊密結(jié)合確保鍍層與鋼基體材料牢固結(jié)合，結(jié)果，能夠獲得機(jī)械性能特別優(yōu)異，同時(shí)磨損程度降至最低的金屬薄板。
關(guān)于金屬薄板，前述問(wèn)題已被一種鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板解決，所述鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的基體材料由IF鋼制成，而且，其中，在金屬薄板/鋅鍍層交界區(qū)形成有齒形結(jié)構(gòu)，該齒形結(jié)構(gòu)區(qū)至少為金屬薄板總面積的50％。如根據(jù)本發(fā)明的方法所述，由于存在這種齒形結(jié)構(gòu)，鍍層與鋼基體材料的結(jié)合性能提高，結(jié)果，與傳統(tǒng)金屬薄板相比，即使進(jìn)行復(fù)雜的成形操作，根據(jù)本發(fā)明的金屬薄板中發(fā)生明顯可辨的磨損程度下降。另外，隨著齒形結(jié)構(gòu)延伸面積的增加，鍍層與鋼基體材料的結(jié)合強(qiáng)度提高。因此，齒形結(jié)構(gòu)區(qū)至少相當(dāng)于金屬薄板總面積的80％的根據(jù)本發(fā)明的金屬薄板表現(xiàn)出特別優(yōu)異的磨損結(jié)果。
對(duì)于預(yù)期用途而言，根據(jù)本發(fā)明的金屬薄板表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械性能。例如，它的屈服點(diǎn)低于170 N/mm2，強(qiáng)度低于320N/mm2。此外，根據(jù)本發(fā)明的金屬薄板的延伸率大于39％，rq值(相應(yīng)的各向異性值，橫向測(cè)定)大于1.8，nq值(相應(yīng)的硬化指數(shù)值，橫向測(cè)定)大于0.210。
根據(jù)本發(fā)明的方法尤其適于制備根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板。
下面參照實(shí)施方案解釋本發(fā)明。附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的截面示意圖。
圖2是圖1中的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板截面受對(duì)應(yīng)于本發(fā)明進(jìn)展第一種情形的磨損影響的示意圖。
圖3是圖1和2中的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板截面受對(duì)應(yīng)于本發(fā)明進(jìn)展第二種情形的磨損影響的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板中鋼基體材料與鍍層之間的過(guò)渡區(qū)的放大視圖。
圖5是圖3所示的未根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板中鋼基體材料與鍍層之間的過(guò)渡區(qū)的放大視圖。
圖6以圖表形式示出了內(nèi)氧化和外氧化對(duì)Zn/Fe相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及對(duì)根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板上存在的鍍層性能的影響。
圖1-3中所示的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板F1，F(xiàn)2和F3每個(gè)均包括由IF鋼制成的冷軋帶2。該冷軋帶2構(gòu)成其上鍍覆主要包含鋅和鋅-鐵化合物的鍍層3的基體材料。
在圖1所示的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板F1中，在金屬薄板F1的制備過(guò)程中，由于在冷軋帶2與鍍層3之間的交界區(qū)4緩慢推進(jìn)形成Zn/Fe相，結(jié)果，形成了齒形結(jié)構(gòu)5，圖4示出了由實(shí)際實(shí)施例獲得的這種齒形結(jié)構(gòu)的放大照片。這種齒形結(jié)構(gòu)區(qū)至少占金屬薄板總面積的50％，優(yōu)選超過(guò)80％。鍍層3與冷軋帶2相互之間通過(guò)齒形結(jié)構(gòu)5牢固結(jié)合。冷軋帶2與鍍層3的緊密?chē)Ш匣蛘啐X形結(jié)構(gòu)5的形成是形成“生長(zhǎng)進(jìn)入”鍍層的Zn/Fe相的結(jié)果。這樣，鍍層3被冷軋帶2緊緊夾持住，確保鍍層3牢固存在于冷軋帶2上。由于在鍍層3與冷軋帶2之間存在細(xì)窄的齒形結(jié)構(gòu)，結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板F1出現(xiàn)圖2和3中所示形式的磨損的次數(shù)降至最低。
圖2中所示的磨損情形典型地出現(xiàn)在采用傳統(tǒng)方法制備的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板中。由圖5可看出在鍍層3與冷軋帶2之間沒(méi)有齒形結(jié)構(gòu)，因此，在冷軋帶2與鍍層3之間不存在有利的夾持作用。結(jié)果，由于例如在金屬薄板F2成形過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力的作用，鍍層3破裂成自冷軋帶2剝離的各個(gè)碎片6，7，8。這些碎片6，7，8的厚度與鍍層3的厚度基本相同。結(jié)果，在碎片6，7，8剝離之后，冷軋帶2表面2a未受到任何保護(hù)。這種形式的磨損稱(chēng)為“剝落1”。
在發(fā)展為圖3所示的磨損形式的初期，曾嘗試通過(guò)提高鍍層3中的Fe含量來(lái)改善鍍層3與冷軋帶2間的結(jié)合性能。結(jié)果，在冷軋帶2與鍍層3之間的界面4處的鍍層中形成了較厚γ相層9。δ相層10位于該相層9上。在這種情況下，相層9與相層10沒(méi)有非常緊密地結(jié)合一起，盡管γ相層9與冷軋帶2牢固相連。結(jié)果，例如，當(dāng)其進(jìn)行任何成形時(shí)，最上面的δ相層10以片狀小板片12，13，14形式從下面的γ相層9上剝離。在小板片12，13，14剝離之后，只剩下與δ相層10相比薄得多的γ相層9保護(hù)該區(qū)域中的冷軋帶2的表面。這種形式的磨損稱(chēng)為“剝落2”。
現(xiàn)在，結(jié)合實(shí)際實(shí)施例介紹根據(jù)本發(fā)明的步驟，所述實(shí)施例中IF鋼含有(wt.％)
余者為鐵和通常的雜質(zhì)。將所述IF鋼連鑄并分割成扁坯。然后，在一種多級(jí)寬帶熱軋機(jī)中的加熱爐內(nèi)加熱至1150℃。
加熱之后，在寬帶熱軋機(jī)的熱軋線上將扁坯軋制成熱軋帶。此處的終軋溫度為905℃。
在寬帶熱軋機(jī)的端部，在730℃的溫度下，將熱軋帶卷取成帶卷。
卷取之后，在連續(xù)運(yùn)行的酸洗廠將附著在熱軋帶上的鱗皮去除。
酸洗之后，在例如總變形量為75％的多級(jí)冷軋帶軋機(jī)中，將熱軋帶冷軋成帶厚0.3mm的冷軋帶。
然后，在連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線對(duì)冷軋帶進(jìn)行退火和鍍鋅。這里，首先在清洗區(qū)將冷軋帶上殘存的冷軋階段的污染物清洗掉。之后，將已清洗的冷軋帶通過(guò)退火爐，在退火爐中，在由保護(hù)性氣體構(gòu)成的氣氛中，將冷軋帶加熱至820℃。所述保護(hù)性氣體的露點(diǎn)為-25℃。冷卻至480℃之后，將所述帶材在溫度為460℃的鋅鍍液中浸漬。該鋅鍍液含有0.12％的鋁。在已鍍覆的冷軋帶從鋅鍍液中離開(kāi)之后，借助噴射處理裝置將鋅鍍層厚度調(diào)整至7μm。鍍鋅之后，在530℃的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度下，對(duì)所述帶材進(jìn)行后退火處理。為此，需提供一個(gè)感應(yīng)加熱區(qū)和一個(gè)耐熱保溫區(qū)。
在將該“鍍鋅層擴(kuò)散退火處理”的金屬薄帶冷卻至50℃以下后，在平整機(jī)上對(duì)所述冷軋帶的粗糙度進(jìn)行調(diào)整。
然后，在后處理區(qū)對(duì)鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板進(jìn)行涂油，并且，最后卷取成成品卷材。
在作為實(shí)施例的前述步驟中，已進(jìn)行各種系列的實(shí)驗(yàn)，它們的結(jié)果分別示于表1-4中。實(shí)驗(yàn)1-31為模擬試驗(yàn)，它們的結(jié)果和操作參數(shù)示于表1-3中，而實(shí)驗(yàn)32-38為運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，其參數(shù)與結(jié)果在表4中給出。
對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)，表1-4均給出了實(shí)驗(yàn)序列號(hào)、所用IF鋼中的Si含量、卷取機(jī)溫度、進(jìn)行再結(jié)晶退火的退火氣體的露點(diǎn)、鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂時(shí)的延伸率、rq值、nq值、齒形結(jié)構(gòu)的面積分?jǐn)?shù)和磨損值。在表2-4中的“備注”列中，也標(biāo)示出是否特定的實(shí)施例屬于本發(fā)明(標(biāo)志“E”)。
磨損值通過(guò)帶材拉拔實(shí)驗(yàn)確定。在這種情況下，采用drawbead測(cè)試樣品?？梢詫⑺_定的磨損值分成如下三個(gè)級(jí)別極好 ＜3g/m2良好 3-5g/m2差＞5g/m2表1所示結(jié)果由Si含量為0.01wt.％的Ti/Nb IF鋼獲得。在相關(guān)實(shí)驗(yàn)1-9中，在鋼/鍍層界面處沒(méi)有或者只看到最多20％的極少部分的齒形結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致在帶材拉拔實(shí)驗(yàn)中磨損結(jié)果為適中或差(與圖5相比)。鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度較高(550℃)和/或露點(diǎn)較高(10℃)均導(dǎo)致更強(qiáng)烈的磨損，特別是在較高鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度下可觀察到“剝落2”。
特別是在770℃高的卷取機(jī)溫度下，機(jī)械性能極佳，即屈服點(diǎn)＜150N/mm2，抗拉強(qiáng)度＜315N/mm2，延伸率＞41％，rq值＞1.85，nq值＞0.220。但是，磨損值較差。
表2涉及采用Si含量為0.05wt.％的鋼進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)10-22。730℃的卷取機(jī)溫度，再加上-25℃的露點(diǎn)和515℃的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度導(dǎo)致形成90-100％的顯著齒形結(jié)構(gòu)(圖4)，并且，因此獲得＜3g/m2的優(yōu)異磨損值。同時(shí)，也能獲得極佳的機(jī)械性能，即屈服點(diǎn)＜170N/mm2，抗拉強(qiáng)度＜320N/mm2，延伸率＞39％，rq值＞1.80，nq值＞0.210(實(shí)施例11-14，16-18和21)。實(shí)施例15獲得了良好的磨損結(jié)果，但是該樣品沒(méi)有發(fā)生鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板所必需的完全合金化。實(shí)施例19的磨損值較高(“剝落2”)，原因是該樣品在較高的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度退火，而且，在鋼/鍍層界面處形成了厚且脆的γ層。
表3包括采用Si含量為0.08wt.％的鋼進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)23-31的結(jié)果。這里，僅僅當(dāng)卷取機(jī)溫度、露點(diǎn)和鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行匹配時(shí)，能獲得極佳的磨損結(jié)果(實(shí)施例27)。該樣品的機(jī)械性能也很好。
表4給出了運(yùn)行實(shí)驗(yàn)32-38的結(jié)果。這些樣品的結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了在模擬實(shí)驗(yàn)1-31中獲得的結(jié)果(表1-3)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例33和34同時(shí)具有優(yōu)異的磨損值和極佳的機(jī)械性能。
表1
*＝剝落2表2
*＝剝落2**＝未完全合金化E＝本發(fā)明表3
*＝剝落2**＝未完全合金化E＝本發(fā)明表4
*＝剝落2**＝未完全合金化E＝本發(fā)明
權(quán)利要求
1. 一種鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的制備方法，- 其中，由含硅0.01-0.1wt.％的IF鋼制備出熱軋帶，- 其中，在不低于700℃但不高于750℃的卷取機(jī)溫度下卷取熱軋帶，- 其中，由所述卷取的熱軋帶軋制成冷軋帶，- 其中，在退火爐中，退火氣氛下，對(duì)冷軋帶進(jìn)行再結(jié)晶退火，- 其中，在鋅鍍液中，在已退火的冷軋帶上形成鋅鍍層，以及- 其中，在不低于500℃但不高于540℃的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度下對(duì)所述鍍覆冷軋帶進(jìn)行后退火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于卷取機(jī)溫度不低于710℃但不高于740℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于卷取機(jī)溫度不低于720℃。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之任何一項(xiàng)的方法，其特征在于在再結(jié)晶退火期間構(gòu)成所述氣氛的退火氣體的露點(diǎn)為-20至-60℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于實(shí)施再結(jié)晶退火的氣氛的露點(diǎn)為-25至-40℃。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之任何一項(xiàng)的方法，其特征在于鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度為510-530℃。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之任何一項(xiàng)的方法，其特征在于鋅鍍液中含有0.1-0.14wt.％的鋁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于鋅鍍液中含有0.105-0.125wt.％的鋁。
9.由IF鋼制備的帶有鋅鍍層的金屬薄板，其中，在金屬薄板/鋅鍍層交界區(qū)形成有緊密的齒形結(jié)構(gòu)，該齒形結(jié)構(gòu)區(qū)的面積分?jǐn)?shù)至少為金屬薄板總面積的50％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的金屬薄板，其特征在于它的屈服點(diǎn)低于170N/mm2，強(qiáng)度值低于320N/mm2，延伸率大于39％，rq值大于1.8，nq值大于0.210。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的金屬薄板，其特征在于齒形結(jié)構(gòu)區(qū)的面積分?jǐn)?shù)至少為金屬薄板總面積的80％。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11的金屬薄板，其特征在于它根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法制備而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板的方法，其中，由含硅0.01－0.1wt.％的IF鋼制備出熱軋帶；在不低于700℃但不高于750℃的卷取機(jī)溫度下卷取熱軋帶；由所述卷取的熱軋帶軋制成冷軋帶；在退火爐中，退火氣氛下，對(duì)冷軋帶進(jìn)行再結(jié)晶退火；在鋅鍍液中，在已退火的冷軋帶上形成鋅鍍層；以及，在不低于500℃但不高于540℃的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理溫度下對(duì)所述鍍覆冷軋帶進(jìn)行后退火。本發(fā)明也涉及一種鍍層與基體材料間的結(jié)合性能得到改善的鍍鋅層擴(kuò)散退火處理的金屬薄板，而且，還提出了一種適于制備具有這種性能的金屬薄板的方法。
文檔編號(hào)C22C38/12GK1436252SQ01810960
公開(kāi)日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2001年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者S·澤茲格爾, H·比爾德森, F·福里德?tīng)? M·梅烏爾, M·維斯瑟爾特 申請(qǐng)人:蒂森克魯伯鋼鐵股份公司