本發(fā)明涉及金屬材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法。

背景技術(shù)：

1、近些年來，鍍鋅鋁鎂鋼板由于具備良好的抗拉毛與劃傷性能、耐腐蝕性能、抗切口腐蝕性能和電焊性能，使得鋅鋁鎂合金鍍層的研究持續(xù)發(fā)酵。同時鍍鋅鋁鎂鋼板的需求量也在保持上升趨勢，因其良好的耐蝕性能和切邊保護性能，被廣泛地應(yīng)用在光伏、汽車、家電和裝備制造等領(lǐng)域。

2、傳統(tǒng)的鋅鋁鎂合金鍍層的制備一般采用熱浸鍍的方法，工藝過程一般首先將鋅、鋁、鎂等金屬通過合金熔煉澆鑄成合金錠，然后將合金錠再次熔煉成合金液，并在鋼材表面制備熱浸鍍鋅鋁鎂合金鍍層。相對而言這種鍍層制備方法工序繁瑣，不僅對上游合金錠的質(zhì)量要求較高，且下游鍍層制備過程中需再次熔化合金錠，對能源的消耗量大的同時，增加了碳排放。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡單、高效的節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法。

2、為解決上述問題，本發(fā)明所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：該方法是指先采用冷噴技術(shù)在預(yù)處理后的冷軋鋼板表面依次沉積平均厚度為10~50um的純鎂鍍層、平均厚度為200~300um的純鋅鍍層和平均厚度為50~100um的純鋁鍍層，得到鍍層鋼板；然后將所述鍍層鋼板于250℃~450℃進行熱處理，使中間鍍鋅層中的鋅粉末顆粒達到再結(jié)晶溫度后開始在界面處發(fā)生擴散，在界面處晶粒重新形核長大，最終形成鋅鎂、鋅鋁和鋅鋁鎂合金鍍層。

3、所述預(yù)處理后的冷軋鋼板是指對冷軋鋼板表面進行噴砂預(yù)處理。

4、所述純鎂鍍層由平均粒徑為5~15um的鎂球形粉末顆粒變形堆積而成，其中球形鎂粉嵌入到預(yù)處理后的冷軋鋼板表層。

5、所述純鋅鍍層由平均粒徑為10~15um的鋅球形粉末顆粒變形堆積而成，其中球形鋅粉嵌入到純鎂鍍層表層。

6、所述純鋁鍍層由平均粒徑為5~15um的鋁球形粉末顆粒變形堆積而成，其中球形鋁粉嵌入到純鋅鍍層表層。

7、所述冷噴的條件是指采用低壓冷噴涂設(shè)備，預(yù)熱溫度為100~300℃，噴涂距離為12~20mm，噴涂壓力為0.8~1.2mpa，噴涂氣體為高純氮氣，冷噴鎂、鋅和鋁鍍層的含量配比通過鎂、鋅和鋁粉末顆粒量來控制。

8、所述冷噴時預(yù)熱溫度為200~300℃，噴涂距離為12~15mm，噴涂壓力為1~1.2mpa。

9、所述熱處理過程包括升溫、保溫和降溫過程，其中：升溫速率為5~10℃/min，保溫時間為20~40min。

10、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

11、1、傳統(tǒng)的鋅鋁鎂合金錠熔煉過程，由于合金熔煉溫度高，對易氧化的鋁和鎂元素造成一定程度的燒損和氧化，并伴隨著浮渣的產(chǎn)生，整個過程對鋅鋁鎂合金中的元素含量把控較難。本發(fā)明前期采用冷噴技術(shù)制備鎂、鋅和鋁鍍層，其中鎂、鋅和鋁的元素含量可通過各粉末顆粒質(zhì)量實現(xiàn)精準把控，且整個冷噴工藝的工作溫度為100~300℃，此溫度僅對金屬粉末顆粒起軟化和加速作用，可避免金屬粉末顆粒的氧化。

12、2、本發(fā)明采用金屬熱處理的方式替代傳統(tǒng)熱浸鍍工藝中的熔化鋅鋁鎂合金錠的過程，由于熱處理溫度相對較低，可大幅度減少能源消耗，減少碳排放。同時，熱處理時中間鋅鍍層中粉末顆粒由于熔點相對較低，在多層鍍層中優(yōu)先達到再結(jié)晶溫度，并在鋅鎂和鋅鋁鍍層界面處發(fā)生擴散和形核，當溫度達到一定臨界點后，鋅鎂和鋅鋁鍍層界面處開始合金化，通過冶金結(jié)合最終形成鋅鋁、鋅鎂和鋅鋁鎂合金鍍層。

13、3、本發(fā)明工藝流程簡單、高效，采用本發(fā)明方法制備的鋅鋁鎂合金鍍層界面結(jié)合強度良好。

技術(shù)特征：

1.一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：該方法是指先采用冷噴技術(shù)在預(yù)處理后的冷軋鋼板（6）表面依次沉積平均厚度為10~50um的純鎂鍍層（5）、平均厚度為200~300um的純鋅鍍層（4）和平均厚度為50~100um的純鋁鍍層（3），得到鍍層鋼板；然后將所述鍍層鋼板于250℃~450℃進行熱處理，使中間鍍鋅層中的鋅粉末顆粒達到再結(jié)晶溫度后開始在界面處發(fā)生擴散，在界面處晶粒重新形核長大，最終形成鋅鎂、鋅鋁和鋅鋁鎂合金鍍層。

2.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述預(yù)處理后的冷軋鋼板（6）是指對冷軋鋼板表面進行噴砂預(yù)處理。

3.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述純鎂鍍層（5）由平均粒徑為5~15um的鎂球形粉末顆粒變形堆積而成，其中球形鎂粉嵌入到預(yù)處理后的冷軋鋼板（6）表層。

4.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述純鋅鍍層（4）由平均粒徑為10~15um的鋅球形粉末顆粒變形堆積而成，其中球形鋅粉嵌入到純鎂鍍層（5）表層。

5.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述純鋁鍍層（3）由平均粒徑為5~15um的鋁球形粉末顆粒變形堆積而成，其中球形鋁粉嵌入到純鋅鍍層（5）表層。

6.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述冷噴的條件是指采用低壓冷噴涂設(shè)備，預(yù)熱溫度為100~300℃，噴涂距離為12~20mm，噴涂壓力為0.8~1.2mpa，噴涂氣體為高純氮氣，冷噴鎂、鋅和鋁鍍層的含量配比通過鎂、鋅和鋁粉末顆粒量來控制。

7.如權(quán)利要求6所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述冷噴時預(yù)熱溫度為200~300℃，噴涂距離為12~15mm，噴涂壓力為1~1.2mpa。

8.如權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于：所述熱處理過程包括升溫、保溫和降溫過程，其中：升溫速率為5~10℃/min，保溫時間為20~40min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種節(jié)能型鋅鋁鎂合金鍍層的制備方法，該方法是指先采用冷噴技術(shù)在預(yù)處理后的冷軋鋼板表面依次沉積平均厚度為10~50um的純鎂鍍層、平均厚度為200~300um的純鋅鍍層和平均厚度為50~100um的純鋁鍍層，得到鍍層鋼板；然后將所述鍍層鋼板于250℃~450℃進行熱處理，使中間鍍鋅層中的鋅粉末顆粒達到再結(jié)晶溫度后開始在界面處發(fā)生擴散，在界面處晶粒重新形核長大，最終形成鋅鎂、鋅鋁和鋅鋁鎂合金鍍層。本發(fā)明工藝流程簡單、高效，所制備的鋅鋁鎂合金鍍層界面結(jié)合強度良好。

技術(shù)研發(fā)人員：王永剛,殷勤生,魯興武,程亮,李俞良,李彥龍,何乃勇,牛振華,馬福,劉瑛鑫,李銀麗,陳一博,李守榮,馬琳亭
受保護的技術(shù)使用者：西北礦冶研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17