專利名稱：對含6-30%的錳的熱軋或冷軋扁鋼制品鍍金屬保護層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對含6-30重量％的錳的熱軋或冷軋扁鋼制品鍍金屬保護層的方 法，該方法通過熔浸鍍層處理來實現(xiàn)。這里提到的“扁鋼制品”指的是鋼帶和鋼板或類似軋 制而成的制品。
背景技術(shù)：
錳含量較高的鋼，由于其直到1400MPa的高強度和高延展性(比例延展至70%， 斷裂延展為90% )的良好性能的結(jié)合，主要特別適用于機動車制造業(yè)領(lǐng)域，尤其適用于汽 車制造業(yè)。與使用目的相適宜的較高的錳含量為6重量％至30重量％的鋼例如在文獻DE 102 59 230AU DE 197 27 795 C2或DE 199 00 199 Al中有所公開。由公知的鋼制成的 扁平制品，在具有較高強度的同時還具有各向同性變形性能，并且此外在較大的溫度范圍 內(nèi)仍具有延展性。然而相對于優(yōu)點，其缺點在于，錳含量較高的鋼易出現(xiàn)點狀腐蝕，并且難以使金屬 鈍化。這一點相對于低合金鋼來說，在較高的氯化物濃度的影響下，含錳量較高的鋼局部雖 然受到限制但是卻強烈受到腐蝕，這樣的較大的傾向性使屬于高合金錳鋼板材料組的鋼直 接在車身制造方面的應用難以實現(xiàn)。對此，錳含量較高的鋼傾向于平面腐蝕，這種平面腐蝕 同樣限定了應用性的多樣化。由于對這種鋼的技術(shù)需求，特別在汽車工業(yè)上的技術(shù)需求，因此這里使鋼表面形 成陰極腐蝕保護形式的鈍化是十分重要的，例如通過涂覆一層金屬鋅鍍層或含鋅的涂層。為了解決易腐蝕問題，在此建議對扁鋼制品涂鍍一層金屬的防止腐蝕侵蝕的保護 層，該扁鋼制品是由錳含量較高的鋼制成的、又一種廣為使用在汽車車身制造領(lǐng)域的、上述 類型的扁鋼制品。與該目的相適宜地制成電鍍鋅鍍層。然而，這種鋅鍍層的鍍層方法在工藝技術(shù)上 相對消耗工本。對此具有這樣的危險，即，鋼材吸收混入氫，由此使鋼材的機械性能受損。在大型技術(shù)領(lǐng)域中，價格更低廉地且工藝技術(shù)更簡單地，使鋼帶或鋼板通過熔浸 鍍層而鍍上一層金屬保護涂層。在熔浸鍍層處理中，將各個待鍍層的扁平制品加熱到確定 的入池溫度，以該入池溫度將待鍍層的扁平制品浸入到熔池中。為了調(diào)整保護涂層的層厚 度，接下來將涂層的多余金屬從扁平制品上刮去。根據(jù)各個處理的涂層材料的基質(zhì)，在實際 應用中還將熔浸鍍層稱為“防火鍍鋅”或“防火鍍鋁”。在實際實驗中，含錳量較高的鋼帶通過熔浸鍍層而具有金屬保護層，然而在待鍍 層的制品用涂層熔液潤濕的方面卻存在主要問題。這樣就導致涂層在鋼基質(zhì)上的不足的粘 附性，進而造成特別是在冷變形處理中，具有這樣涂層的含錳量較高的鋼板會出現(xiàn)涂層斷 裂和剝落的現(xiàn)象。高合金但含錳量低的鋼的范圍中，公知的使?jié)櫇裥阅芨纳频姆桨甘峭ㄟ^涂覆一層 由鐵或鎳構(gòu)成的中間層，而這樣的技術(shù)方案在含錳量為6重量％的鋼板中卻不能導致所期
4待的結(jié)果。在DE 10 2005 008 410 B3中公開了這樣的內(nèi)容，在含錳量為6_30重量％的鋼帶 上，于在熔浸鍍層處理之前的最后進行的退火處理以前先涂上一層鋁鍍層。粘附在鋼帶上 的鋁避免了在熔浸鍍層處理之前的鋼帶退火處理中鋼帶表面的氧化。接下來，如果鋼帶自 身由于其合金作用而不能提供有效的先決條件時，鋁鍍層以粘附劑的形式起作用，該鋁鍍 層然后還使通過熔融鍍層處理所形成的涂層得到固定，并且使該涂層完全粘附在鋼帶上。 對此，在公知的方法中有效地采用，在對于熔融鍍層處理必不可少的退火處理過程中使鋼 帶的鐵元素擴散到鋁鍍層中。因此，在退火的過程中，于鋼帶上產(chǎn)生金屬的、主要由鋁和鐵 組成的涂覆層，該涂覆層材料配合地與由鋼帶構(gòu)成的基底相連接。WO 2006/042931A1中公開了另一種用于對含錳量較高的鋼帶鍍層的方法，該鋼帶 含有0. 35-1. 05重量％的C，16-25重量％的Mn，剩余鐵元素以及不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)該 公知的方法，對這種成分組合的鋼帶首先進行冷軋，然后在大氣環(huán)境中進行再結(jié)晶退火，使 鐵元素得到還原。在此，退火參數(shù)是這樣選擇的，即，在鋼帶上于兩側(cè)都設置中間層，該中間 層基本上全部由非結(jié)晶的氧化物(FeMn)O組成，并且附加地設置一層外側(cè)鍍層，該外側(cè)鍍 層由結(jié)晶的錳氧化物組成，其中，兩層涂層的厚度至少為0.5μπι。實際的實驗證明，這樣耗 費工本的預先鍍層的鋼帶在實際應用中并不具有冷變形所需的在鋼基質(zhì)上的粘附性。除了上述現(xiàn)有技術(shù)以外，JP 07-216524Α還公開了一種用于對熱軋鋼板進行熱浸 鍍層的方法，該鋼板具有較高的抗拉強度。在該公開的方法中，首先對鋼板進行去氧化皮、 酸洗和清洗處理。然后，使該鋼板進行弱氧化，從而在鋼板上產(chǎn)生氧化鐵薄膜，該氧化鐵薄 膜的厚度為500-10000人。接下來再使氧化鐵薄膜通過還原加熱處理而還原成活躍的金屬鐵元素。在此，還原加熱處理是這樣實現(xiàn)的，即，避免在鋼中 產(chǎn)生選擇性的Si和Mn的氧化物并且避免在表面上這些元素的集中。為實現(xiàn)該目的，使還 原加熱在這樣的氣氛下進行，即，使氣氛中的氫氣濃度控制在3-25體積％的范圍內(nèi)，從而 一方面該氫氣濃度對于鐵氧化物的還原具有足夠的還原性能，另一方面還避免發(fā)生Si和 Mn的選擇性氧化。盡管在現(xiàn)有技術(shù)中提供了大量的用于改善熔浸鍍層處理效果的技術(shù)方案，但是事 實證明，通過這些技術(shù)方案，由含錳量較高的鋼制成的扁平制品并沒有實現(xiàn)對于有效的、符 合市場需求的、大型技術(shù)的應用必不可少的方法技術(shù)的簡單性和生產(chǎn)可靠性，這些簡單性 和生產(chǎn)可靠性指的是能夠以與進一步處理的要求相適宜的質(zhì)量來防止腐蝕侵蝕。
發(fā)明內(nèi)容
由前述背景技術(shù)可知，本發(fā)明的目的在于，提供一種方法，通過該方法、以提高的 生產(chǎn)可靠性、有效地對由錳含量較高的鋼制成的扁平制品鍍上一層金屬保護層，該金屬保 護層能夠有效地防止腐蝕侵蝕。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過權(quán)利要求1所述的方法得到實現(xiàn)。本發(fā)明方法的具有 優(yōu)勢的結(jié)構(gòu)方案在權(quán)利要求1的從屬權(quán)利要求中給出。根據(jù)本發(fā)明，為了實現(xiàn)熔浸鍍層處理，使待鍍層的、含錳量為6-30重量％的、待鍍 層的扁鋼制品在進入到熔池之前先進行酸洗處理，在酸洗處理中，使粘附在鋼帶上的氧化 錳在酸洗池中基本上完全清除。
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因此，該技術(shù)方案可以理解為，現(xiàn)有技術(shù)所導致的較差的粘附性能是建立在硬且 堅實的氧化錳層的基礎上，該氧化錳層是在退火處理中產(chǎn)生的，而該退火處理對于熔浸鍍 層處理是必不可少的步驟。在退火過程中氧化的鋼板表面不再以所需的均勻性和完整性而 被涂層金屬潤濕。這同樣適用于由錳含量為6重量％或含錳更多的鋼制成的熱軋鋼帶，這種熱軋鋼 帶沒有在之前進行冷軋?zhí)幚?，并且該熱軋鋼帶通過熔浸處理而具有金屬保護涂層。在該熱 軋鋼帶上于送貨狀態(tài)下還具有一層氧化層，該氧化層在現(xiàn)有技術(shù)中阻止了鋼基質(zhì)可靠均勻 的且密封的潤濕過程。因此，根據(jù)本發(fā)明，使分別經(jīng)過處理的扁鋼制品在最后的、直接在進入到熔浸鍍層 處理設備之前所進行的操作步驟中以這樣的強度進行酸洗處理，即，使扁平制品的表面上 的氧化錳除掉，由此確保待鍍層的扁鋼制品以良好的表面處理性能進入到熔浸鍍層處理過 程中，該熔浸鍍層處理確保實現(xiàn)扁鋼制品表面的均勻且完全的潤濕。根據(jù)本發(fā)明實施的酸 洗處理的目的在于，在技術(shù)條件允許的情況下盡可能完全除掉氧化錳，該氧化錳在進入到 酸洗處理之前尚存在于各自經(jīng)過處理的扁平制品上。根據(jù)本發(fā)明將氧化錳除掉之后，為熔 浸反應提供了一個符合條件的鋼表面，該鋼表面不僅特別便于潤濕，而且還確保涂層的粘 附性，該粘附性例如在由冷變形產(chǎn)生的載荷條件下也能可靠地得到保持。如果待鍍層的制品指的是冷軋的鋼帶或鋼板，該鋼帶或鋼板在熔浸鍍層處理之前 必須進行再結(jié)晶退火處理，那么本發(fā)明的酸洗過程要在各退火裝置的出口和到熔浸設備的 進口之間來進行。因此，使再結(jié)晶退火處理與熔浸鍍層處理相分離。適宜地，可以使再結(jié)晶 退火處理在這樣的工作條件下進行，即，該工作條件在退火結(jié)果和退火過程的經(jīng)濟性方面 都得到優(yōu)化。那么為了避免氧化物的形成，可以通過對熱爐氣氛的綜合控制來實現(xiàn)。特別經(jīng)濟地使本發(fā)明的方法這樣實現(xiàn)，即，使酸洗處理在連續(xù)工序中完成。如果這 樣在連續(xù)工序中進行的酸洗處理結(jié)合同樣在連續(xù)工序中進行的熔浸鍍層處理，那么操作步 驟的時間順序就以簡單的方式這樣來相互調(diào)整，進而使各個待鍍層的扁鋼制品的表面上新 生成氧化錳的危險在從酸洗裝置過渡到熔浸鍍層設備的過程中降低到最小。如果待處理的扁平制品在其鍍層處理之前先進行退火處理，而且又當退火裝置和 酸洗裝置以及熔浸鍍層設備在一條流水線上以連續(xù)的順序不間斷地工作的時候，那么此外 還證明在整個方法的生產(chǎn)性能方面也是有利的。實際實驗證明，通過酸洗池實現(xiàn)了粘附在扁鋼制品表面上的氧化錳的廣泛徹底 的清除，該酸洗池作為水溶液含有20-200g HC1/1?？蛇x擇地，可以使酸洗池附加地含有 10-200g/l的鐵。除了鹽酸水溶液，例如還適宜采用硫酸水溶液作為用于清除錳氧化物的酸 洗液。在處于上述范圍的酸濃度條件下，本發(fā)明所要求的廣泛徹底的氧化錳清除在扁鋼制 品于酸洗池中的停留時間方面這樣進行調(diào)整，即，使停留時間為5-60秒每鋼帶長度單位。 在此，特別有利于酸洗結(jié)果的是，使酸洗池的溫度為40-90°C。對于本發(fā)明方法的生產(chǎn)性能和經(jīng)濟性，有利之處還在于，使扁鋼制品在酸洗處理 過程中經(jīng)過至少兩個酸洗池。那么，使首先流動經(jīng)過的酸洗池可以對此用以使各個處理的 鋼基質(zhì)的表面的粗粒氧化物積聚物溶解，而在緊接著的第二個酸洗池中繼續(xù)分別對仍存在 的細顆粒的剩余氧化物進行清除。為了使這一點高效實現(xiàn)，可以使第二個酸洗池中的酸濃 度高于第一個酸洗池中的酸濃度。采用兩個或更多的酸洗池且由一個池到另一個池的酸濃度越來越大地進行排列，這樣的另一個優(yōu)點在于，分別作為后一個連續(xù)的酸洗盆所消耗的 酸洗液可以在酸洗處理的開始用于鋼帶的預先清洗。以這樣的方式能夠改善總的酸洗處理 的經(jīng)濟性。在采用更多的酸洗池的情況下，酸濃度和溫度以及扁鋼制品每個長度單位在各 個池中需要的停留時間分別都處于前述的通常的條件范圍內(nèi)。本發(fā)明對于實際應用特別重要的結(jié)構(gòu)方案，其特征在于，使扁鋼制品在進入到熔 池中之前先進行干燥處理。以這種方式避免了酸洗液進入到熔浸鍍層處理設備中，并由此 避免酸洗液對熔浸鍍層處理的結(jié)果產(chǎn)生消極影響。如果需要，還在本發(fā)明方法的條件下，使從酸洗裝置出來的扁鋼制品在進入到熔 池中之前加熱到入池溫度，該入池溫度對于優(yōu)化的熔浸鍍層處理的結(jié)果是必要的。因此，該 加熱處理使這樣實現(xiàn)的，即，對各個所需的入池溫度直接進行控制。為了確保使各個處理的 扁鋼制品按順序完全加熱，還可以適宜地首先將扁鋼制品加熱到位于入池溫度以上的加熱 最高溫度，在該加熱最高溫度上根據(jù)需要保持一定時間，然后再冷卻到各自所需的入池溫 度。為了避免在扁鋼制品于進入到熔浸鍍層處理的熔池之前所進行的加熱處理重新 產(chǎn)生損害鍍層結(jié)果的氧化物形成，那么應該使表面溫度在加熱過程中不超過700°C。對于實 際應用優(yōu)選加熱的溫度范圍是350-700°C，特別為450-700°C，其中，選擇典型的進入溫度 為500-600°C。扁鋼制品為了全部加熱而在高于入池溫度的加熱最高溫度的條件下每個長 度單位所保持的停留時間典型地處于1-30秒的范圍內(nèi)。此外，氧化物形成的危險還可以這樣來避免，S卩，使到達入池溫度的加熱處理在保 護扁鋼制品表面不被氧化的保護氣氛中進行。一種適于實現(xiàn)該目的的保護氣氛由氮氣和直 到30體積％的氫氣、特別是5-30體積％的氫氣組成。為了使加熱的熱爐中的氣氛的氧化 潛力保持到盡可能最低，另外還有利的是，使保護氣氛的露點在待鍍層扁鋼制品的加熱過 程中保持在-80-0°C的范圍內(nèi)，特別為-50°C至-15°C。緊接著本發(fā)明的酸洗處理進行的熔浸鍍層處理例如可以作為防火鍍鋅處理或作 為防火鍍鋁處理來實現(xiàn)。本發(fā)明的方法適用于通過熔浸鍍層處理將含錳量較高的鋼帶鍍上一層基本上完 全由Zn和不可避免的雜質(zhì)組成的鍍層(所謂的“Z-鍍層”)。該鍍層可以附加地含有(以 重量% ) 0. 3-0. 8 %的Al和直到0. 7 %的Fe。此外還實現(xiàn)了，采用本發(fā)明的方法將至少含有6%的Mn的鋼基質(zhì)熔浸涂鍍上一 層鋅鐵鍍層，該鋅鐵鍍層(以重量％)由直到92%的Zn和直到12%的Fe組成(所謂的 “ZF-鍍層”)。典型地，這種鍍層的Fe含量在8-12重量％的范圍，其中還可以附加地含有 0. 1-0. 3 重量％的 Al。還實現(xiàn)了，在本發(fā)明的方法中將含錳量較高的扁鋼制品通過熔浸鍍層處理鍍上一 層所謂的“ZA-涂層”，該涂層除了含有鋅和不可避免的雜質(zhì)以外，還可以含有直到5重量％ 的Al以及直到0. 05重量％的鈰或鑭此外，本發(fā)明的方法還適用于，通過熔浸鍍層處理在含錳量至少為6%的扁鋼制品 上鍍上一層鋁鋅鍍層，該鋁鋅鍍層的Al含量直到60重量％，Zn含量直到50重量％ (所謂 的“AZ-鍍層”)，其中，可以附加地含有直到2重量％的Si。這種AZ-鍍層的典型的組合成 分中的Al含量為55重量％，Zn含量為43. 4重量％，以及Si含量為1. 6重量％。
在本發(fā)明的方法中，同樣還可以將含錳量較高的扁鋼制品通過熔浸鍍層處理而鍍 上一層鋁硅鍍層，該鋁硅鍍層的Al含量直到92重量％，Si含量直到12重量％ (所謂的 “AS-鍍層”)。這種AS-鍍層典型地在實際應用中除了含有鋁和不可避免的雜質(zhì)以外，還含 有8-11重量％的Si。最后在本發(fā)明的范圍內(nèi)還實現(xiàn)了，將含錳量較高的扁鋼制品通過熔浸鍍層處理而 鍍上一層鋅鎂鍍層(所謂的“ZnMg-鍍層”)，該鋅鎂鍍層的Mg含量直到5重量％，典型地含 有0. 25-2. 5重量％的1%，以及附加地可選地含有直到11重量％的々1，典型地含有0. 2-3. 0 重量％的Al，直到4重量％的Fe和直到2重量％的Si以及總量直到0. 8重量％的下列元 素組中的一種或多種元素，即，“Pb、Bi、Cd、B、Ti、Si、Cu、Ni、Co、Cr、Mn、Sn、稀土”，而且還 含有剩余的Zn以及不可避免的雜質(zhì)。如果以本發(fā)明的方法鍍上一層基于Al的涂層，也就是例如為AZ-或AS-涂層，那 么可以考慮到陰極保護作用的優(yōu)化而適宜地在基于Al的、直接貼在各個鋼基質(zhì)之上的鍍 層上附加地涂覆一層鋅鍍層。這一點例如能夠這樣理解，即，在通過防火鍍鋁處理得到的鍍 層上再通過電鍍的方式、重新浸入到Zn池中或與氣相分離(例如通過PVD方法)的方式而 涂覆上鋅鍍層。(采用“PVD”的鍍層方法可以理解為，在該方法中，各種金屬或化學的化合 物通過熱能導入或通過在真空中的離子濺射而在中心層的待鍍層的表面上析出。對此，鍍 層材料由固體轉(zhuǎn)變成汽相，并且接下來冷凝在各個表面上。PVD方法還可以包括離子鍍和陰 極濺射法(漸鍍)。)由含錳量較高的鋼材的第一個實施例構(gòu)成在本發(fā)明的方法中具有防腐鍍層的 扁鋼制品，該種鋼材是這樣的一種鋼，其含有(以重量％ )1.6%, Mn 6-30%, Al ^ 10%, Ni ^ 10%, Cr ^ 10%, Si ^ 8%, Cu ^ 3%, Nb ^ 0. 6%, Ti ^ 0. 3%, V ^0. 3%,P:^0. 1%,B:^0. 01%,N^ 1.0%，剩余鐵元素以及不可避免的雜質(zhì)。特別具有優(yōu)勢的是通過本發(fā)明于這樣的鋼帶的鍍層處理上實現(xiàn)的效果，這種鋼帶 含有至少15重量％的錳。屬于這種等級的扁鋼制品含有(以重量％ ) =C ^ 1. 00%, Mn 20. 0-30. 0%, Al 彡 0. 5%, Si 彡 0. 5%, B 彡 0. 01%, Ni 彡 3. 0%, Cr 彡 10. 0%, Cu 彡 3. 0%, N < 0. 6%, Nb < 0. 3%, Ti < 0. 3%, V < 0. 3%, P < 0. 1%，剩余鐵元素以 及不可避免的雜質(zhì)。在本發(fā)明方法的應用中，特別良好的鍍層效果還在于采用這樣的扁鋼制品，其含 有(以重量％ ) =C ^ 1. 00%, Mn -J. 00-30. 00%, Al 1. 00-10. 00%, Si > 2. 50-8. 00% (其中要求鋁含量和硅含量的總和> 3. 50-12. 00% ), B < 0. 01%, Ni < 8. 00%, Cu < 3. 00%, N < 0. 60%, Nb < 0. 30%, Ti < 0. 30%, V < 0. 30%, P < 0. 01%，剩余鐵
元素以及不可避免的雜質(zhì)。因此由本發(fā)明提供了一種成本低廉的方法，以經(jīng)濟的方式保護含錳量較高的鋼帶 不受腐蝕，從而使鋼帶能夠適用于機動車制造業(yè)、特別是汽車制造業(yè)的車身的生產(chǎn)，在車身 的實際應用中特別實現(xiàn)了不受腐蝕介質(zhì)的侵蝕。
接下來根據(jù)實施例對本發(fā)明進行說明。唯一的附圖示出了鋼板試件在落球沖擊試 驗之后的放大的凹陷結(jié)構(gòu)的示意圖，該鋼板試件采用本發(fā)明的方法鍍有鋅涂層。
具體實施例方式為了證明本發(fā)明的效果而進行不同的實驗。對于接下來所述的實驗采用含錳量較高的鋼，這種鋼除了含有鐵和不可避免的雜 質(zhì)以外還含有(以重量％ ) 0. 6%的C、22. 7重量％的Μη、0. 18%的Si、0. 2%的V、0. 01 %的 Α1、0· 08%的Cr、0. 02%的P、0. 001%的Ti以及0. 001%的Nb，以常用的方式將這種鋼加工 成熱軋帶，然后同樣以常用的方式再將熱軋帶冷軋成冷軋帶。然后再將這樣獲得的冷軋帶在退火氣氛中、830°C的溫度條件下、以lOOm/min的 帶速通過連續(xù)的連續(xù)工序進行再結(jié)晶退火處理，該退火氣氛由95體積％的氮氣和5體積％ 的氫氣組成。退火氣氛的露點在此保持在-30°C。對于緊接著在以下單獨進行說明的實驗順序中所進行的酸洗處理，在實際應用中 例如采用兩個傳統(tǒng)的、按照連續(xù)的工序過程不間斷的、各為30m長的酸洗盆。根據(jù)通過酸洗 盆傳遞各個待處理的鋼帶的速度，那么可以調(diào)整各自的停留時間/每個鋼帶單位長度。也 就是說，例如在90m/min的帶速的條件下，對于每個酸洗盆都提供20秒每個相關(guān)鋼帶單位 長度的停留時間。在第一實驗順序中，實現(xiàn)了上文所述的方法，并且使再結(jié)晶退火的鋼帶進行二級 酸洗處理，在該酸洗處理中，使鋼帶分別以20秒每長度單位依次通過兩個酸洗池。第一個 酸洗池含有濃度為73gHCl/l的鹽酸，而第二個酸洗池的鹽酸濃度為120g HC1/1。在第二個酸洗池的出口處，使實驗試件的表面清除掉了之前保留在其上面的氧化層。在離開酸洗池之后直接將鋼帶用水沖洗，從而除掉存留在鋼帶上的酸，進而結(jié)束 酸洗過程。接下來，通過吹掉保留在鋼帶上的液體而對鋼表面進行干燥處理。為了加熱到所需的入池溫度，使干燥的鋼帶在接下來的步驟中、于含10體積％氫 氣的氮氫保護氣氛中、在_30°C的露點條件下首先加熱到600°C的表面溫度，并且在該溫度 條件下保持7秒鐘。然后冷卻到浸入到熔融的鋅池中所需要的470°C的入池溫度，該鋅池中 除了鋅和不可避免的雜質(zhì)以外，還含有0. 22重量％的Al。然后，在以上述方法鍍鋅的鋼帶試件上進行落球沖擊試驗。圖1中清楚地示出了 在鋼板展開的球截面中的強烈變形區(qū)域上的涂層的出色的粘附性能。在第一實驗順序中的五個其它的實驗中，根據(jù)之前對第一實驗順序所說明的實驗 條件，首先對酸洗池中的停留之間“停留時間酸洗1”和“停留時間酸洗2”進行改變，其中， 在接下來加熱到入池溫度的過程中的加熱最高溫度分別都處于550°C。然后對鋼板的潤濕 性以及涂層的粘附性進行評估。表1中列出了該評估的結(jié)果。其中示出了，經(jīng)過在每個酸 洗池中至少20秒每長度單位的停留過程、以及通過因此而更全面進行的氧化層的清除，能 夠確保實現(xiàn)優(yōu)化的粘附性能。接下來，同樣基于上述實驗條件，在另外27個實驗中，于分別為20s/長度單位的 恒定的停留時間內(nèi)，在兩個酸洗池中，對在加熱到入池溫度過程中所達到的加熱最高溫度 和使鋼帶保持在該加熱最高溫度條件下的保持時間進行改變。在這些實驗中，然后還對鋼 帶的潤濕特性和在鋼帶上形成的涂層的粘附性進行判定。表2中列出這些實驗的結(jié)果。由 此可以了解到，在處于400°C至650°C的區(qū)域中的加熱最高溫度條件下，小于50秒的保持時間對潤濕性和粘附性具有積極影響，而較低或較高的加熱最高溫度以及50秒的保持時間 對于潤濕性和粘附性則具有消極作用。對于第二個實驗，如第一個實驗所述以相同的方式實現(xiàn)冷軋和再結(jié)晶退火的鋼 帶。在第二個實驗的過程中，還使這種鋼帶通過浸入到鹽酸池中而除掉氧化錳層。對此，連 續(xù)采用兩個濃度不同的酸洗池。第一酸洗池中再次含73g HC1/1，而第二酸洗池中濃度為 120gHCl/l。每個酸洗池中的停留時間為20秒每個鋼帶長度單位。在離開最后的酸洗池之后直接將鋼帶用水沖洗，從而除掉粘附的酸，并結(jié)束酸洗 過程。接下來對鋼表面進行干燥處理。為了加熱到所需的入池溫度，使鋼帶在接下來的步驟中、于含10體積％氫氣的氮 氫保護氣氛中、在_30°C的露點條件下將表面溫度加熱到700°C，并且在該溫度條件下保持 7秒鐘。在冷卻到670°C的入池溫度之后，于是將鋼帶浸入到熔融的鋁池中，該鋁池含有 90重量％的Al和10重量％的Si。如在第一實驗順序中那樣，在第二實驗順序的五個其它的實驗中，根據(jù)之前對第 二實驗順序所說明的實驗條件，首先對酸洗池中的停留之間“停留時間酸洗1”和“停留時 間酸洗2”進行改變，其中這里，在接下來加熱到入池溫度的過程中的加熱最高溫度分別都 處于700°C。然后對鋼板的潤濕性以及涂層的粘附性進行評估。表3中列出了該評估的結(jié) 果。在這種情況下也了解到，經(jīng)過在每個酸洗池中至少20秒每長度單位的停留過程、以及 通過因此而更全面進行的氧化層的清除，能夠確保實現(xiàn)通過防火鍍鋁處理得到的涂鍍層的 優(yōu)化的粘附性。然后，同樣如實驗順序1那樣而基于上述第二實驗順序的實驗條件，在另外18個 實驗中，于分別為20s/長度單位的恒定的停留時間內(nèi)，在兩個酸洗池中，對在加熱到入池 溫度過程中所達到的加熱最高溫度和使鋼帶保持在該加熱最高溫度條件下的保持時間進 行改變。在這些實驗中，然后還對鋼帶的潤濕特性和在鋼帶上形成的涂層的粘附性進行判 定。表4中列出這些實驗的結(jié)果。由此可以了解到，在處于600°C至700°C的區(qū)域中的加 熱最高溫度條件下，保持時間對潤濕性和粘附性基本沒有任何影響，而在明顯較低或明顯 較高的加熱最高溫度的條件下使?jié)櫇裥院驼掣叫詼p弱。最好的結(jié)果處于加熱最高溫度為 700°C、保持時間為7秒的情況下。在第三個實驗順序中，對應于第二實驗順序的通常的實驗而進行防火鍍鋁的鋼帶 具有電鍍的鋅鍍層。對此，使之前以本發(fā)明的方法鍍覆的鋁鍍層首先進行堿洗，并且在40°C 的溫的酸洗池中進行10秒預處理，該溫的酸洗池是由鹽酸水溶液(80g/l HCl)形成。然后， 在該預處理的鋁層上，于電解池中，借助于硫酸鋅電解液而析出6 μ m厚的鋅層。
權(quán)利要求
一種對含6 30重量％的錳的熱軋或冷軋扁鋼制品鍍金屬保護層的方法，該方法通過在熔池中進行熔浸鍍層處理來實現(xiàn)，其特征在于，使扁鋼制品在進入到熔池之前先進行酸洗處理，在酸洗處理中，使粘附在扁鋼制品上的氧化錳在酸洗池中基本上完全清除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使所述酸洗處理在連續(xù)工序中完成。
3.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使所述酸洗池含有20至 200g/l的鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，使所述酸洗池含有10至200g/l的鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，使扁鋼制品在酸洗池中的停留時間 為5-60秒每長度單位。
6.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使所述酸洗池的溫度為 40-90 "C。
7.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使扁鋼制品在酸洗處理過程 中經(jīng)過至少兩個酸洗池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，使第二個酸洗池中的酸濃度高于第一個 酸洗池中的酸濃度。
9.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使扁鋼制品在進入到熔池中 之前先進行干燥處理。
10.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使扁鋼制品在進入到熔池中 之前加熱到入池溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，使扁鋼制品在加熱的入池溫度的過程 中首先加熱到加熱最高溫度，該加熱最高溫度位于入池溫度以上，并且接下來從該加熱最 高溫度再冷卻到入池溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，使表面溫度在加熱過程中不超過 700 °C，特別為 450-700 0C ο
13.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使到達入池溫度的加熱處理 在保護扁鋼制品表面不被氧化的保護氣氛中進行。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，使所述保護氣氛由氮氣和5-30體積％ 的氫氣組成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，使所述保護氣氛的露點位于-50°C 至-15°C。
16.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，對扁鋼制品進行冷軋?zhí)幚恚?并且在酸洗處理之前使扁鋼制品進行再結(jié)晶退火。
17.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使所述熔浸鍍層處理作為防 火鍍鋅處理來實現(xiàn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項所述的方法，其特征在于，使所述熔浸鍍層處理作 為防火鍍鋁處理來實現(xiàn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在采用防火鍍鋁處理之后得到的保護 層上鍍上一層鋅鍍層。
20.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使所述熔浸鍍層處理在連續(xù)工序中完成。
21.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，使所述扁鋼制品含有(以重量％ )碳≤1.6%，錳6-30%，鋁≤10%，鎳≤10%，鉻≤10%，硅≤8%，銅≤3%, 鈮≤0. 6%，鈦≤ 0. 3%，釩≤0. 3%,m ≤ 0. 1%，硼≤ 0. 01%，氮≤ 1. 0%，剩余鐵 元素以及不可避免的雜質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，使所述扁鋼制品含有(以重量％) 碳≤ 1. 00 %，錳20. 0-30. 0 %，鋁≤ 0. 5 %，硅≤ 0. 5 %，硼≤ 0. 01 %，鎳≤3. 0 %，鉻≤ 10. 0 %，銅≤ 3. 0 %，氮< 0. 6 %，鈮< 0. 3 %，鈦< 0. 3 %，釩 < 0. 3%，磷< 0. 1%，剩余鐵元素以及不可避免的雜質(zhì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任意一項所述的方法，其特征在于，使所述扁鋼制品含有 (以重量％)碳≤ 1. 00 %，錳7· 00-30. 00 %，硼< 0. 01 %，鎳< 8. 00 %，銅< 3. 00 %， 氮< 0. 60 %，鈮< 0. 30 %，鈦< 0. 30 %，釩< 0. 30 %，磷< 0. 01 %，以及 鋁1.00-10. 00 %和硅> 2. 50-8. 00 %,按照這樣的標準，即鋁含量+硅含量> 3. 50-12. 00%，剩余鐵元素以及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對含6-30重量％的錳的熱軋或冷軋扁鋼制品鍍金屬保護層的方法，該方法通過在熔池中進行熔浸鍍層處理來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，以這種方法實現(xiàn)的鍍層效果在提高生產(chǎn)可靠性方面這樣得以優(yōu)化，即，使扁鋼制品在進入到熔池之前先進行酸洗處理，在酸洗處理中，使粘附在扁鋼制品上的氧化錳在酸洗池中基本上完全清除。
文檔編號C23C2/02GK101952474SQ200980106019
公開日2011年1月19日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者曼弗雷德·莫伊雷爾, 邁克爾·施泰因霍斯特, 龍尼·洛伊施納 申請人:蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司