技术领域
[0001] 本
发明属于钢板热浸镀领域，特别涉及一种超厚热镀锌拉丝镀层钢板及其制造方法。
背景技术
[0002] 热镀锌层钢板已被广泛应用于
汽车、家电、建筑等领域。锌层的牺牲性
腐蚀能
力是热镀锌钢板耐蚀的关键因素。一般来说，锌层越厚，耐蚀性越强，因此获得厚的热镀锌层是提高钢板耐蚀性的重要手段。
[0003] 热镀锌层厚度一般大于10微米以上，具有一定厚度，即使表面有轻微划伤，锌的牺牲性腐蚀仍能保证钢板不受到腐蚀侵害，而锌层之上涂覆
钝化保护膜或耐指纹膜，其耐蚀性能更佳。
[0004] 目前市场上热镀锌板的价格远低于
不锈钢产品，尤其在家电领域，以低成本的热镀锌件代替高成本的不锈钢件已成为重要的研究对象。
[0005] 在家电领域，不仅要求钢板表面具有优良的耐蚀性，还要求具有一定的美观性。拉丝加工是家电领域常用的表面装饰手段，目前市场上多以不锈钢为基材，进行表面拉丝加工，以获得一定的美观性，
专利CN 102173121A和CN 102107350A均涉及一种不锈钢拉丝钢板，但近年来不锈钢的价格成本逐渐升高，制约了家电成品的价格，因此出现了各种仿不锈钢拉丝板技术。
[0006] 专利CN102848639A提出一种
铝基的涂层拉丝板，但铝的价格成本也比较高，且铝的表面较软，对拉丝
机械加工来说在工艺上存在一定难度。为了便于加工和降低成本，专利CN101564920A、CN101564915A和CN102489503A均提出了一种仿不锈钢的低成本拉丝钢板，即在普通钢板上拉丝后进行特定的有机涂覆，以获得一定的美观性和耐蚀性。但膜层或漆层表面存在孔洞，大气通过孔洞渗入，与钢板
接触后可直接腐蚀钢板，往往造成家电等样板的内腐蚀，主要表现为表面漆层或膜层产生鼓泡和红锈现象。此外表面有机膜的硬度较低，膜层厚度有限，表面膜一旦划伤，
基板便会暴露于大气环境，易出现扩散性腐蚀，造成钢板失效。
[0007] CN102442151A采用镀锌钢板为基材进行拉丝加工，锌层作为
阳极性牺牲镀层可有效克服内腐蚀和划伤
缺陷，获得了较好的耐蚀和美观性。但提到的
电镀锌层一般较薄，拉丝加工本身要去除一定厚度锌层，因此剩下的较薄锌层耐蚀性有限。而传统的热镀锌层表面硬度值也不高，对拉丝加工工艺产生一定难度。此外，虽然锌层厚度一般在10微米以上，但拉丝后表面锌层仍会存在薄区，通常拉丝加工后的表
面层高度差可达到3～8微米，因此在拉丝锌层面的局部区域易存在极薄区，这将使成品的耐蚀性能明显下降。
[0008] 传统的普通锌层的表面硬度明显低于不锈钢表面硬度，拉丝加工存在难度，且镀层厚度有限，耐蚀性难以媲美不锈钢。镀锌板毕竟为锌层和基板结合的复合板料，利用传统的不锈钢拉丝工艺对传统的热镀锌产品进行加工，会产生诸多问题，如拉毛、脱层、拉伤等，因此要想完全取代高成本的不锈钢拉丝钢板，必须从镀锌工艺、镀层品种及拉丝工艺改进等手段多方面入手。
[0009] 综上所述，急需研发出一种低成本的、高耐蚀的、可完全代替不锈钢的镀锌拉丝钢板。
发明内容
[0010] 为克服
现有技术的不足，提出一种低成本的、高耐蚀的、外观美观的超厚
热浸镀锌拉丝钢板。采用连续热浸镀工艺对钢板进行热镀锌，获得超厚镀锌层。在拉丝机上对锌层进行拉丝加工，从而获得可以取代高成本不锈钢的拉丝镀层钢板。适用于表面装饰的，耐蚀要求高的家电板和汽车板。
[0011] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
[0012] 本发明采用
冷轧带钢在连续热镀锌机组经连续
退火和热浸镀锌铝镁镀层后，对热浸镀锌铝镁钢板进行拉丝加工处理。
[0013] 一种超厚热镀锌拉丝镀层钢板，包括钢基板，其特征在于，拉丝面由外到里依次为钝化膜(耐指纹膜)、热镀锌镀层、钢基板；未拉丝面由外到里依次为漆层(可没有)、钝化膜(耐指纹膜)、热镀锌镀层、钢基板，热镀锌镀层成分为Al0.7wt％～1.5wt％，Si0.4wt％～1.2wt％，Fe0.1wt％～wt0.5％，余量为Zn；拉丝面镀层厚度≥25μm，不拉丝面镀层厚度10μm～20μm，热镀锌镀层表面硬度为HV110～HV160，拉丝面横向Ra≤0.6μm，Rz≤6，180≥Rpc≥
120(/cm)。
[0014] 所述钢基板的主要化学成分按
质量百分比为：C 0.002～0.3％，Si≤0.5,Mn≤2.0,S≤0.03,P≤0.03,Ti 0.01～0.08％。
[0015] 一种超厚热镀锌拉丝镀层钢板生产方法，如下：
[0016] a)
连续镀锌时，镀液成分为Al0.5wt％～1.0wt％，Si0.3wt％～1.0wt％，Fe0.1wt％～wt0.5％，余量为Zn；钢板带速为30m/min～80m/min，锌锅
温度420℃-470℃，板带浸入锌锅温度为450℃～520℃，浸镀时间为5s～20s；拉丝前的拉丝面的锌层厚度40μm～100μm；
[0017] b)板带出锌锅后，需拉丝镀锌层面气刀压力控制为60mb～150mb，气刀喷口到板带距离为15mm～25mm；不需拉丝镀锌层面压力控制为100mb～200mb，气刀喷口到板带距离为5mm～15mm；
[0018] c)经光整机光整，光整压下率为2％～15％，板带
张力控制为30～60KN；
[0019] d)将钢板在连续拉丝机组进行拉丝加工，在拉丝机组上，板带运行速度为8m～20m/min；拉丝加工时，设有上下两组同向旋转差动辊轮，上辊为快速旋转磨辊，用于制备拉丝面，下辊为慢速传动胶辊；基板在两辊间传动，通过机械摩擦产生拉丝条纹；
钢带与磨辊间压力为0.2～1.2MPa，磨辊粗糙度为2.0～6.0μm，板带张力为5KN～28KN；
[0020] e)拉丝条纹可以为直纹、
雪花纹或直纹雪花纹混合纹；
[0021] f)拉丝后拉丝面的锌镀层进行透明钝化或耐指纹膜涂敷处理，未拉丝面还可进行涂漆处理。
[0022] 拉丝加工不可避免的要去除一定厚度的镀层，而且锌层钢板耐蚀主要依靠锌的牺牲性腐蚀，为保证拉丝后的镀锌层具有足够的耐蚀性能，要求待拉丝面的原始锌层一定要有足够厚度，因此本发明采用超厚镀锌层作为拉丝基
板面(≥40μm)，而不拉丝面采用传统的热镀锌层厚度，即镀锌板为两面差厚的镀锌钢板。
[0023] 锌锅温度过低，镀液流动性差，镀层与基板反应过慢；锌锅温度过高，镀液流动性强，不利于保留厚镀层，并且
合金层易过厚，镀层与基板结合力变差，不利于拉丝加工和成形，本发明选择锌锅温度为420℃-480℃。
[0024] 传统镀锌过程中锌锅中Al含量在0.2wt％左右，但要得到超厚镀层应
加速Al与基板中Fe的反应速度，以便使更多的锌层黏附于Al-Fe相之上，从而获得超厚镀锌层，但Al含量过大，会使锌液流动性增强难以获得厚镀层，本发明选用Al含量为0.5wt％～1.0wt％。锌铝镁镀层中含有少量的Si有利于改善镀层的韧性和镀层与基板的粘附性。
[0025] 气刀参数控制直接影响镀层的厚度，压力过大则刮锌量增大，无法获得厚镀层，压力过小，锌浪缺陷明显，锌层表面质量变差，本发明选用气刀压力为60mb～150mb，气刀与板带距离的大小对镀层影响类似气刀压力，本发明选用的拉丝面的气刀喷口与板带距离为15mm～25mm。板带两侧的气刀压力不同可控制板才两侧的锌层厚度不同，待拉丝面需要超厚镀层，而不需拉丝面因为还可进行涂漆处理，因此为节约成本，不拉丝面的锌层厚度控制在传统的厚度范围内。
[0026] 光整处理能够保证镀层表面质量，对于拉丝加工工艺来说，更使镀层产生一定量的形变，从而获得更高的镀层硬度，这有利于机械加工，光整压下率过小，难以保证镀层质量和形变量，压下率过大则镀层韧性变差，易脆断。
[0027] 拉丝后的镀锌层表面Ra值和Rz值过大会影响板材表面的反光效果，板材表面无法达到美观的效果，Rpc应在合理的范围内(180≥Rpc≥120(/cm))，以便后续的透明钝化处理及耐指纹处理。
[0028] 板带在拉丝机组的运行速度过快，会使拉丝条纹不均匀，美观性不好，运行速度过慢，会使粗糙度增大，镀层减薄量增加，对成品造成不好影响。本发明选用的带速为8m～20m/min。
[0029] 本发明超厚热镀锌层拉丝钢板盐雾腐蚀耐白锈超过120小时(5％HCl)，生产成本低于不锈钢拉丝板，可取代不锈钢拉丝板材，作为新型的家电、建筑、汽车用装饰板材。
附图说明
[0030] 图1超厚热镀锌拉丝镀层钢板结构示意图；
[0031] 图2超厚热镀锌拉丝镀层钢板样板形貌；
[0032] 图3超厚热镀锌层的截面图片；
[0033] 图4混合纹拉丝后镀锌层表面二维形貌(200倍)；
[0034] 图5混合纹拉丝后镀锌层表面三维形貌(1000倍)；
[0035] 其中，1-钝化(耐指纹)膜，2-超厚拉丝热镀锌镀层，3-钢基板，4-未拉丝热镀锌镀层，5-钝化(耐指纹)膜，6-漆层。
具体实施方式
[0036] 冷轧带钢在连续热镀锌机组经连续退火和热浸镀锌后，获得超厚镀锌层。对热浸镀锌钢板进行拉丝加工处理。拉丝条纹为直纹、雪花纹及直纹雪花纹混合纹。
[0037] 如图1，拉丝面由外到里依次为钝化膜(耐指纹膜)、热镀锌镀层、钢基板；未拉丝面由外到里依次为漆层(可没有)、钝化膜(耐指纹膜)、热镀锌镀层、钢基板，[0038]
实施例1
[0039] 钢基板主要化学成分按质量百分比C 0.003％，Si 0.16,Mn 0.56,S 0.01,P 0.01,Ti 0.05％。
[0040] 取厚度0.5mm的冷轧基板，锌锅温度460℃，带速为60m/min；浸镀时间为7s。
[0041] 出锌锅后待拉丝面锌层气刀压力控制为80mb，气刀喷口距离板带的间距为17mm。
[0042] 镀液成分为Al0.8wt％，Si0.6wt％，Fe0.3wt％，余量为Zn；
[0043] 镀锌层的光整压下率为6％；
[0044] 图3为获得的超厚镀锌层的截面图片，镀层厚度为75μm。
[0045] 镀锌钢板在拉丝机组进行拉丝加工，将镀层钢板在拉丝机组进行直纹和雪花纹的混合拉丝加工，即放料—接片—整平—拉丝加工—高压洗—档
水—高压洗—档水—吹干—烘干—牵引—纠偏—收卷后，带速为15m/min。
[0046] 板带与磨辊间压力为0.8MPa，选用磨辊粗糙度为3.8um，钢带张力为17KN[0047] 获得热镀锌拉丝钢板，拉丝镀层凹陷区的最小厚度为56μm，Ra：0.33μm，Rz：3.9，Rpc：158(/cm)。
[0048] 随后将拉丝镀层钢板进行透明钝化和耐指纹处理，最终得到耐蚀的、美观的、可替代不锈钢的镀锌拉丝钢板，超厚热镀锌拉丝钢板的盐雾腐蚀试验白锈出现时间为132小时。
[0049] 混合纹拉丝后的镀锌层表面形貌如图4和5所示。
[0050] 实施例2
[0051] 钢基板主要化学成分按质量百分比C 0.06％，Si 0.2,Mn 0.62,S 0.008,P0.012,Ti 0.02。
[0052] 取厚度0.3mm的冷轧基板，锌锅温度470℃，带速为80m/min；浸镀时间为5s。
[0053] 出锌锅后待拉丝面锌层气刀压力控制为60mb，气刀喷口距离板带的间距为25mm。
[0054] 镀液成分为Al1.0wt％，Si0.3wt％，Fe0.1wt％，余量为Zn；
[0055] 镀锌层的光整压下率为2％；
[0056] 获得的超厚镀锌层厚度为92μm。
[0057] 镀锌钢板在拉丝机组进行拉丝加工，将镀层钢板在拉丝机组进行直纹拉丝加工，即放料—接片—整平—拉丝加工—高压洗—档水—高压洗—档水—吹干—烘干—牵引—纠偏—收卷后，带速为8m/min。
[0058] 板带与磨辊间压力为0.2MPa，选用磨辊粗糙度为6.0um，钢带张力为28KN[0059] 获得热镀锌拉丝钢板，拉丝镀层凹陷区的最小厚度为78μm，Ra：0.47μm，Rz：3.3，Rpc：176(/cm)。
[0060] 随后将拉丝镀层钢板进行透明钝化和耐指纹处理，最终得到耐蚀的、美观的、可替代不锈钢的镀锌拉丝钢板，超厚热镀锌拉丝钢板的盐雾腐蚀试验白锈出现时间为146小时。
[0061] 实施例3
[0062] 钢基板主要化学成分按质量百分比C 0.035％，Si 0.32,Mn 0.52,S 0.009,P 0.01,Ti 0.032。
[0063] 取厚度0.8mm的冷轧基板，锌锅温度420℃，带速为30m/min；浸镀时间为20s。
[0064] 出锌锅后待拉丝面锌层控制气刀压力为150mb，气刀喷口距离板带的间距为15mm。
[0065] 镀液成分为Al0.5wt％，Si1.0wt％，Fe0.5wt％，余量为Zn；
[0066] 镀锌层的光整压下率为15％；
[0067] 获得的超厚镀锌层厚度为43μm。
[0068] 镀锌钢板在拉丝机组进行拉丝加工，将镀层钢板在拉丝机组进行雪花纹拉丝加工，即放料—接片—整平—拉丝加工—高压洗—档水—高压洗—档水—吹干—烘干—牵引—纠偏—收卷后，带速为20m/min。
[0069] 板带与磨辊间压力为1.2MPa，选用磨辊粗糙度为2.0um，钢带张力为5KN[0070] 获得热镀锌拉丝钢板，拉丝镀层凹陷区的最小厚度为33μm，Ra：0.28μm，Rz：3.1，Rpc：169(/cm)。
[0071] 随后将拉丝镀层钢板进行透明钝化和耐指纹处理，最终得到耐蚀的、美观的、可替代不锈钢的镀锌拉丝钢板，超厚热镀锌拉丝钢板的盐雾腐蚀试验白锈出现时间为128小时。
