锌铝镁镀层、锌铝镁镀层钢板及其制备方法与流程

本申请涉及钢材制备，尤其涉及一种锌铝镁镀层、锌铝镁镀层钢板及其制备方法。

背景技术：

1、锌铝镁镀层钢板是一种新型的高耐蚀合金镀层钢板。这种镀层是在传统纯锌镀层的基础上开发出来，在镀层中加入了镁元素和铝元素，使得镀层的平面耐蚀性与切口耐蚀性显著提高，可以被广泛用于制造汽车、家电、建筑外墙面等。

2、在汽车和家电领域，锌铝镁镀层钢板通常都要经过涂装后使用。涂装是在钢板镀层表面涂覆一层有机膜，包括电泳膜、底漆膜和面漆等。然而，锌铝镁镀层中由于含有电化学活性较强的mg元素，使得锌铝镁镀层会在一定条件下发生有机膜下的丝状腐蚀。这种丝状腐蚀会形成特定方向扩展的腐蚀形貌，影响有机膜的外观质量，严重情况下还会影响到镀层的耐蚀性。

技术实现思路

1、本申请提供了一种锌铝镁镀层、锌铝镁镀层钢板及其制备方法，以解决如下技术问题：如何提高锌铝镁镀层的耐丝状腐蚀性。

2、第一方面，本申请提供了一种锌铝镁镀层，所述锌铝镁镀层的化学成分包括：

3、mg、al、fe、ni以及zn；其中，以质量分数计，

4、mg的含量为1.6％～3％，al的含量为2.5％～4％，fe的含量为3％～8％，ni的含量为0.1％～1％；

5、其中，50％～90％的所述ni分布于所述锌铝镁镀层表面以下3μm深度范围内；

6、所述锌铝镁镀层的内部和表面均含有5％～40％的fe-zn化合物。

7、可选的，在所述锌铝镁镀层中，mg的含量为2.5％，al的含量为3.7％。

8、可选的，在所述锌铝镁镀层中，mg的含量与al的含量满足如下关系式：

9、-0.2≤[mg]1-[al]1*0.7≤0.2

10、式中，[mg]1表示镀层中mg的质量分数，[al]1表示镀层中al的质量分数。

11、可选的，所述fe-zn化合物至少包括如下一种物相：δ1p相(fezn10)、δ1k相(fezn7)、γ1相(fe3zn10)、γ1相(fe11zn40)、ξ相(fezn13)。

12、第二方面，本申请提供了一种锌铝镁镀层钢板，所述锌铝镁镀层钢板包括钢基体以及附着于所述钢基体至少部分表面的第一方面所述的锌铝镁镀层。

13、第三方面，本申请提供了一种第二方面所述的锌铝镁镀层钢板的制备方法，所述方法包括：

14、使用镀液将钢基体进行热浸镀锌铝镁，后进行轧制，得到第一锌铝镁镀层钢板；

15、将所述第一锌铝镁镀层钢板的至少部分表面进行沉积ni，后进行热处理，以使所述ni和所述钢基体中的fe扩散到所述第一锌铝镁镀层钢板的锌铝镁镀层中，得到锌铝镁镀层钢板。

16、可选的，所述镀液中，mg的含量与al的含量满足如下关系式：

17、-1.5≤[mg]2-[al]2*0.7≤0

18、式中，[mg]2表示镀液中的mg的质量分数，[al]2表示镀液中的al的质量分数。

19、可选的，所述镀液mg的含量与所述锌铝镁镀层mg的含量满足如下关系式：

20、1％≤[mg]2-[mg]1≤4％

21、所述镀液al的含量与所述锌铝镁镀层al的含量满足如下关系式：

22、1％≤[al]2-[al]1≤4％

23、式中，[mg]1表示镀层中mg的质量分数，[al]1表示镀层中al的质量分数，[mg]2表示镀液中的mg的质量分数，[al]2表示镀液中的al的质量分数。

24、可选的，所述沉积ni的厚度为30nm～200nm。

25、可选的，所述热处理包括加热段和冷却段；其中，冷却段的冷却速度为不低于10k/s；

26、所述加热段的终点温度为200℃～400℃，在所述终点温度的条件下保温时间为20s～50s；

27、所述加热段的升温速率为不低于10k/s。

28、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

29、本申请实施例提供的该锌铝镁镀层，化学成分包括：mg、al、fe、ni以及zn；其中，以质量分数计，mg的含量为1.6％～3％，al的含量为2.5％～4％，fe的含量为3％～8％，ni的含量为0.1％～1％；其中，50％～90％的所述ni分布于所述锌铝镁镀层表面以下3μm深度范围内；所述锌铝镁镀层的内部和表面均含有5％～40％的fe-zn化合物。在锌镀层中添加mg和al，可以为镀层提供高质量的耐大气腐蚀性能；并在mg的含量为1.6％～3％，al的含量为2.5％～4％的协同作用下，可以使得锌铝镁镀层表面的共晶组织含量大幅度增大，从而避免锌铝镁镀层表面的共晶组织过少，导致锌铝镁镀层腐蚀局限于晶界，最终沿着晶界位置扩展形成丝状腐蚀形貌；并结合ni的含量为0.1％～1％，ni与al结合形成ni-al化合物，细化镀层的晶粒，并将mg-zn化合物分割为细小的晶粒，延缓mg-zn化合物的溶解速度，从而使得丝状腐蚀发生速度减慢，50％～90％的所述ni分布于该锌铝镁镀层表面以下3μm深度范围内，可以较好地抑制镀层表面丝状腐蚀的发生；并结合fe的含量为3％～8％，fe与zn形成fe-zn化合物，可以抑制共晶组织发生局部快速腐蚀，从而抑制丝状腐蚀的发生；该锌铝镁镀层的内部和表面均含有5％～40％的fe-zn化合物，可以较好地抑制镀层表面丝状腐蚀的发生。综上，提高了锌铝镁镀层的耐丝状腐蚀性。

技术特征：

1.一种锌铝镁镀层，其特征在于，所述锌铝镁镀层的化学成分包括：

2.根据权利要求1所述的锌铝镁镀层，其特征在于，在所述锌铝镁镀层中，mg的含量为2.5％，al的含量为3.7％。

3.根据权利要求1所述的锌铝镁镀层，其特征在于，在所述锌铝镁镀层中，mg的含量与al的含量满足如下关系式：

4.根据权利要求1所述的锌铝镁镀层，其特征在于，所述fe-zn化合物至少包括如下一种物相：δ1p相(fezn10)、δ1k相(fezn7)、γ1相(fe3zn10)、γ1相(fe11zn40)、ξ相(fezn13)。

5.一种锌铝镁镀层钢板，其特征在于，所述锌铝镁镀层钢板包括钢基体以及附着于所述钢基体至少部分表面的权利要求1～4任意一项所述的锌铝镁镀层。

6.一种权利要求5所述的锌铝镁镀层钢板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述镀液中，mg的含量与al的含量满足如下关系式：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述镀液mg的含量与所述锌铝镁镀层mg的含量满足如下关系式：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述沉积ni的厚度为30nm～200nm。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热处理包括加热段和冷却段；其中，冷却段的冷却速度为不低于10k/s；

技术总结本申请涉及一种锌铝镁镀层、锌铝镁镀层钢板及其制备方法，所述锌铝镁镀层的化学成分包括：Mg、Al、Fe、Ni以及Zn；其中，以质量分数计，Mg的含量为1.6％～3％，Al的含量为2.5％～4％，Fe的含量为3％～8％，Ni的含量为0.1％～1％；其中，50％～90％的所述Ni分布于所述锌铝镁镀层表面以下3μm深度范围内；所述锌铝镁镀层的内部和表面均含有5％～40％的Fe‑Zn化合物。本申请提高了锌铝镁镀层的耐丝状腐蚀性。技术研发人员：蒋光锐,王松涛,王海全,刘广会,滕华湘,韩赟,周纪名,郑艳坤受保护的技术使用者：首钢集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12