鋅鎂合金鍍層及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種鋅鎂合金鍍層的制備方法和一種鋅鎂合金鍍層，所述制備方法包括下述步驟：對鍍鋅板進行預處理；將鍍鋅板放置于鍍膜機中以在鍍鋅板上蒸鍍鎂薄膜，然后從鍍膜機中取出鍍鎂薄膜的鍍鋅板，其中，在蒸鍍過程中，將鍍膜機的放電電流調節為160A至200A，并且在100℃至200℃的溫度下在真空環境中蒸鍍2分鐘至5分鐘；在390℃至410℃的溫度下，對鍍鎂薄膜的鍍鋅板進行合金化處理30s至120s，得到鎂含量為3wt％至8wt％的鋅鎂合金鍍層。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種鋅鎂合金鍍層的制備方法和一種鋅鎂合金鍍層，所述制備方法包括下述步驟：對鍍鋅板進行預處理；將鍍鋅板放置于鍍膜機中以在鍍鋅板上蒸鍍鎂薄膜，然后從鍍膜機中取出鍍鎂薄膜的鍍鋅板，其中，在蒸鍍過程中，將鍍膜機的放電電流調節為160A至200A，并且在100℃至200℃的溫度下在真空環境中蒸鍍2分鐘至5分鐘；在390℃至410℃的溫度下，對鍍鎂薄膜的鍍鋅板進行合金化處理30s至120s，得到鎂含量為3wt％至8wt％的鋅鎂合金鍍層。【專利說明】
本專利技術涉及金屬表面防腐
，具體地講，涉及一種旨在提高鋼鐵鍍層耐蝕 性的蒸鍍鋅鎂合金鍍層的制備方法和一種鋅鎂合金鍍層。
技術介紹
近年來各種新型的更加耐腐蝕的合金鍍層不斷被開發出來，同時以更薄的鍍層取 得同樣程度的耐腐蝕性能將是今后金屬表面防腐
的發展趨勢，因此鋅基合金的應 用有著巨大的發展前景。從1990年開始，人們開始研宄鋅鎂合金，鋅鎂合金以其質量輕、強 度高、耐蝕性強的優點，備受科研人員的關注，鋅鎂合金鍍層將成為汽車用鋼板的最理想的 替代者，行業內很多知名的鋼鐵企業開始重點研宄汽車用鋅鎂合金鍍層鋼板的制備方法。 鋅鎂合金鍍層因其優異的耐蝕性能引起了研宄者的極大關注，日本和歐美等發達 國家都已經開始對Zn-Mg合金鍍層進行廣泛深入的研宄，并取得了大量成果，有些成果已 經能夠工業化生產。日本的川崎鋼鐵、新日鐵鋼鐵公司、神戶制鋼所和德國蒂森克虜伯鋼廠 都對鋅鎂合金鍍層的制造工藝及其耐蝕性能做過報道，結果都顯示了鋅鎂合金鍍層優異的 耐腐蝕性能。德國ThyssenKrupp公司、英國劍橋大學、BMW汽車公司等聯合進行了在鍍鋅板 上利用PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沉積）方法沉積鋅鎂合金鍍層的研宄， 研宄鍍層在汽車上的應用，對新型鍍層的一系列性能進行實驗。研宄表明：新型PVD復合鍍 層性能更優，更加經濟，環境兼容性更好；阿賽洛集團2007年批量向社會供應這種新型鋅 鎂鍍層板以用于汽車制造。 鋅鎂合金鍍層材料被視為下一代的智能鍍層材料，具有極好的耐蝕性、切邊自愈 性成形性、涂裝性及焊接性等綜合性能。真空鍍鋅鎂合金鍍層技術作為一項前沿技術，它將 成為鋼鐵行業持續發展的一個新的亮點。 但是，目前現有技術中制備的鋅鎂合金鍍層中的鎂含量較低，在鋅鎂合金鍍層中 鎂含量一般小于3wt%，不能滿足人們對鋅鎂合金鍍層的要求。另外，在現有技術中制備出 的鋅鎂合金鍍層結合力差、耐腐蝕性低。因此，目前亟需能夠制備出相對較高含量的鎂的鋅 鎂合金鍍層的工藝方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種蒸鍍鋅鎂合金鍍層的制備方法。 本專利技術的示例性實施例提供了一種鋅鎂合金鍍層的制備方法，所述制備方法可以 包括：對鍍鋅板進行預處理；將鍍鋅板放置于鍍膜機中以在鍍鋅板上蒸鍍鎂薄膜，然后從 鍍膜機中取出鍍鎂薄膜的鍍鋅板，其中，在蒸鍍過程中，將鍍膜機的放電電流調節為160A 至200A，并且在100 °C至200 °C的溫度下在真空環境中蒸鍍2分鐘至5分鐘；在390 °C至 410°C的溫度下，對鍍鎂薄膜的鍍鋅板進行合金化處理30s至120s，得到鎂含量為3wt %至 8wt %的鋅鎂合金鍍層。 本專利技術的示例性實施例還提供了一種鋅鎂合金鍍層，所述鋅鎂合金鍍層可以通過 上述制備方法來形成，其中，鋅鎂合金鍍層中的鎂含量為鋅鎂合金鍍層的3wt %至8wt %。 本專利技術采用上述技術措施后，與現有的鋅鎂合金鍍層相比，帶來的有益效果如 下： 1)制備的鋅鎂合金鍍層質量優良，鍍層結合力強，表面晶粒均勻，顆粒尺寸相對較 為均勻，沒有裂紋等缺陷； 2)經過電化學試驗和酸性鹽霧試驗測試表明，鋅鎂合金鍍層的耐蝕性比純鋅鍍層 提尚5_10彳首左右，大大提尚了耐蝕性； 3)蒸鍍鋅鎂合金鍍層有更好的切邊耐腐蝕性能、環境兼容性更好。 【專利附圖】【附圖說明】 通過下面結合示例性實施例示出的附圖進行描述，本專利技術的上述和其他目的和特 點將會變得更加清楚，在附圖中： 圖1是制備鋅鎂合金鍍層的流程圖； 圖2a是純鋅鍍層切邊的形貌圖，圖2b是對純鋅鍍層鹽化處理20天后的切邊形貌 圖； 圖3a示出了實施例1的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之前的切邊原始形貌圖，圖3b 示出了實施例1的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之后的切邊形貌圖； 圖4a示出了實施例2的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之前的切邊原始形貌圖，圖4b 示出了實施例2的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之后的切邊形貌圖； 圖5a示出了實施例3的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之前的切邊原始形貌圖，圖5b 示出了實施例3的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之后的切邊形貌圖； 圖6a示出了實施例4的鋅鎂合金鍍層在鹽化處理之前的切邊原始形貌圖，圖6b 示出了實施例4的鋅鎂合金鍍層在鹽霧處理之后的切邊形貌圖； 圖7a和圖7b示出了表1中的鋅鎂合金鍍層的阻抗譜； 圖8a和圖8b示出了表1中的鋅鎂合金鍍層的極化圖譜；以及 圖9a和圖9b分別示出了鎂含量為3. 5wt %和4. 5wt %的鋅鎂合金鍍層在杯突形 變后的腐蝕速率。 【具體實施方式】 下面將參照附圖更詳細地描述本專利技術，在附圖中示出了本專利技術的示例性實施例。 本領域技術人員應當理解，僅以說明性的意義來提供這些實施例，這些實施例不應被解釋 為限制本專利技術的范圍。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發 明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。 在本專利技術的示例性實施例中，該高耐蝕鋅鎂合金鍍層中鎂的作用具體如下：鎂 (Mg)的加入能顯著提高鋅基合金鍍層的耐蝕性。一方面，鎂與鋅可以形成金屬間化合物 MgZn2、Mg2Zn11，這些化合物比純鋅相具有等低的陽極溶解電流，這些金屬間化合物的形成導 致鋅鎂合金具有比純鋅鍍層更高的耐蝕性；另一方面，鎂（Mg)的加入可以使鍍層的腐蝕產 物更加致密，由于純鋅的腐蝕產物包括主體為疏松的ZnO和少量致密的Zn 4CO3(OH)4 · H2O, 而鋅鎂合金鍍層的腐蝕產物為ZnCl2 · 4Zn (OH)4 · H2CKMg(OH) 2、Zn4CO3 (OH)4 · H2O,它們較為 致密，且Mg (OH) 2的存在可以抑制陰極的吸氧反應，Mg的參與還可以降低鍍層表面的pH值， 而在低的pH值條件下，更有利于致密的、不溶性的ZnCl2 · 4Zn (OH)4 · H2O腐蝕產物的產生， 從而延緩鋅鍍層的腐蝕進程。 另外，真空蒸鍍相對于熔融鍍制備、水溶液電鍍、熱浸鍍等有很多優勢，并且受限 較小。此外，與利用其它制備工藝制備的鋅鎂合金鍍層相比，真空蒸鍍的鍍層具有很多良好 的物理性能，比如，有較大的結合力、密度較大、硬度較高。同時該工藝成功解決了熱浸鍍對 鍍鋅鎂合金中鎂含量的限制，同時克服了該鋼板不利于加工的弱勢，適用于加工性能要求 較高的領域，比如，車用鋼板，具有廣闊的前景。 真空蒸鍍方法制備的鋅鎂合金鍍層的優點包括：首先，所得試樣具有良好的耐蝕 性，相對于鍍鋅鋼板的耐腐蝕性提高了 5-10倍，在各類方法中居于首位；其次，相對于傳統 方法，成本明顯降低，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋅鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括順序執行的下述步驟：對鍍鋅板進行預處理；將鍍鋅板放置于鍍膜機中以在鍍鋅板上蒸鍍鎂薄膜，然后從鍍膜機中取出鍍鎂薄膜的鍍鋅板，其中，在蒸鍍過程中，將鍍膜機的放電電流調節為160A至200A，并且在100℃至200℃的溫度下在真空環境中蒸鍍2分鐘至5分鐘；在390℃至410℃的溫度下，對鍍鎂薄膜的鍍鋅板進行合金化處理30s至120s，得到鎂含量為3wt％至8wt％的鋅鎂合金鍍層。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江社明，張啟富，劉秋元，劉昕，岳崇鋒，張杰，王賀賀，李遠鵬，陳斌鍇，
申請(專利權)人：中國鋼研科技集團有限公司，新冶高科技集團有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11