一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法以及耐CX级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板与流程

本技术涉及钢带连续涂镀，更具体地说，它涉及一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法以及耐cx级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板。

背景技术：

1、预涂膜热浸镀层钢带，也称彩涂板，是一种通过在钢带基板上进行热浸镀层处理后进一步进行预涂膜处理的先进钢铁材料。这种材料因其卓越的耐腐蚀性能，能够显著延长钢带的使用寿命，在一些情况下可将钢带的使用寿命从3至5年提升至25至30年，因此被广泛应用于5级及以下环境等级的场景。随着环境污染的加剧，对于能在海边建筑、畜牧养殖、装配式建筑及5g基站等多个领域cx级极端腐蚀环境下使用的钢带的需求日益增长，但目前的技术水平尚未完全满足这一需求。

2、相关技术中有一种钢材耐腐蚀处理工艺，包括以下步骤：(1)在720℃的还原气氛中对钢铁基材进行退火处理，然后将钢铁基材冷却至560℃；(2)将560℃的钢铁基材浸入镀液中，经过浸渡后采用气刀进行喷吹，再冷却至室温，得到带有镀层的钢带，并进一步以镀层钢带作为基材进行涂层处理，得到预涂膜热浸镀层钢带。

3、理论和实践均表明，仅仅靠改善镀层成分和镀层附着量来提高镀层耐腐蚀性能的方法，在目前的条件下还不能完全满足生产耐cx级极限环境预涂膜基板的需要，而且生产成本很高。出现上述情况的根本原因一是镀层与钢铁之间的附着性不良，在后续的加工过程中会出现显微裂纹，环境中的腐蚀介质可以进入显微裂纹而在钢铁基板与镀层之间发生电偶腐蚀；二是由于镀层组织粗大，镀层内部不同组织之间存在比较严重的电偶腐蚀；三是由于镀层内部杂质含量高，镀层组织与杂质之间存在比较严重的电偶腐蚀。正是由于以上三个方面的原因，从而影响整个镀层和涂层的耐腐蚀性能。

4、针对上述相关技术，发明人认为，相关技术中的处理虽然在一定程度上提高了钢材的耐腐蚀性能，但是在cx级极端腐蚀环境下，按照这种工艺进行防腐处理的钢带仍面临着使用寿命不足的问题。

技术实现思路

1、相关技术中，经过防腐处理的钢带在cx级极端腐蚀环境下仍面临着使用寿命不足的问题。为了改善这一缺陷，本技术提供一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法以及耐cx级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板。其基本原理一是最大化地提高镀层与钢铁基板之间的结合力，使钢铁基板在加工和使用过程中不至产生显微裂纹；二是防止初生富铝相粗大和镁成分偏析，减弱镀层组织不同物相之间的电偶腐蚀；三是降低镀层内部的杂质含量，减弱了镀层组织与杂质之间的电偶腐蚀。

2、第一方面，本技术提供一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，采用如下的技术方案：

3、一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，包括以下步骤：

4、(1)对热浸镀用原材料钢带进行表面清洁处理，得到表面油污含量为0.5-5mg/m2的清洁钢带；所述表面清洁处理过程中的清洁方式包括酸洗或碱洗；

5、(2)对清洁钢带进行加热和还原处理，并对表面进行氮气吹扫，得到表面灰尘含量为0.5-3mg/m2的除尘钢带；

6、(3)对钢带进入镀浴前炉鼻内的气体进行净化处理，使炉鼻口范围内的镀浴熔体表面的灰尘含量为0.5-3mg/m2，氧化膜厚度为0.001-0.01μm；对镀浴熔体进行净化除铁，使镀浴熔体的铁含量为0.01-0.03wt％；对整个镀浴表面进行氮气保护，使钢带出镀浴处，即气刀下方氧化膜厚度为0.01-0.03μm；所述镀浴熔体为al-zn-mg合金熔体；

7、(4)将钢带浸入镀浴熔体中进行热浸镀，使钢带表面镀上液态al-zn-mg合金；

8、(5)使用氮气吹除钢带表面多余的液态al-zn-mg合金，留下所需附着量的液态镀层；

9、(6)使用雾化水对钢带表面的液态镀层进行冷却凝固，得到连续热浸镀层钢带。

10、通过采用上述技术方案，首先，本技术在步骤(1)中对原材料钢带的表面进行了特殊的清洁处理，控制了钢带表面的油污含量。接着，本技术在步骤(2)中通过加热和还原处理以及氮气吹扫进一步去除了表面附着的灰尘，通过除油和除尘提供了一个干净、均匀的基面，从而为形成附着力良好的热浸镀层打下了良好的基础。之后，本技术又对al-zn-mg熔体镀浴表面的灰尘含量以及气刀下方的镁、铝氧化膜厚度进行了控制，通过对上述参数的控制，制备的合金镀层具备较小的晶粒，从而不容易出现初生富铝相粗大和镁成分偏析的情况，有助于减小镀层组织之间的电偶腐蚀，最大化发挥al-zn-mg合金镀层的耐腐蚀作用。同时，对上述条件的控制也降低了镀层内部的铁等杂质的含量，减弱了镀层组织与杂质之间的电偶腐蚀。经过本技术的方法处理后，得到的热浸镀层钢带对电化学腐蚀具有较好的抵抗效果，适合作为在cx级极端环境下长时间工作的预涂膜用热浸镀层钢带基板，克服了相关技术中的缺陷。

11、作为优选，所述方法的步骤(1)中，使用的原材料钢带为热轧钢带或冷轧硬化钢带。

12、通过采用上述技术方案，选取热轧钢带或冷轧硬化钢带时，经过上述方法处理后得到的热浸镀层钢带均能够生产出不同厚度的产品，满足不同的用途。

13、作为优选，所述方法的步骤(1)中，当原材料钢带为热轧钢带时，表面清洁处理过程中的清洁方式为酸洗，并随之进行平整处理；当原材料钢带为冷轧钢带时，表面清洁处理过程中的清洁方式为电解脱脂，并随之进行超声波碱洗。

14、通过采用上述技术方案，本技术根据热轧钢带和冷轧硬化钢带的不同特性，分别选择了合适的表面清洁方式，使得钢带表面更加清洁，为提高镀层的附着力提供了更好的条件，有助于提高热浸镀层钢带的耐腐蚀性能。

15、作为优选，所述方法的步骤(1)中，当原材料钢带为热轧钢带时，经过平整处理之后得到的清洁钢带的表面粗糙度ra为0.1-1.0μm。

16、通过采用上述技术方案，本技术限定了热浸镀前钢带的粗糙度范围，确保了钢带的平整度，使得钢带表面更加光滑，有利于形成均匀且致密的镀层，减小了镀层不同组织之间的电偶腐蚀，改善了镀层板的耐腐蚀性能。

17、作为优选，所述方法的步骤(1)中，得到的清洁钢带表面的铁粉含量为0.5-3mg/m2。

18、通过采用上述技术方案，本技术控制了热浸镀前钢带表面的铁粉含量，减少了由于铁粉而在镀层内部产生的杂质，有利于减小镀层与杂质之间的电偶腐蚀，改善了镀层板的耐腐蚀性能。

19、作为优选，所述方法的步骤(2)中，当原材料钢带为热轧钢带时，不进行材料性能的热处理，而只是加热到热浸镀所需的温度进行还原处理；当原材料钢带为冷轧硬化钢带时，进行材料性能的热处理，即在加热到奥氏体区之后继续保温一段时间，然后再进行冷却到热浸镀所需的温度，同时进行还原处理。

20、通过采用上述技术方案，本技术根据热轧钢带和冷轧硬化钢带的特性设计了不同的热处理策略，有助于提高材料的加工性能，减小了镀层板在加工过程中产生的不均匀变形，改善了镀层板的耐腐蚀性能。

21、作为优选，所述方法的步骤(2)中，得到的除尘钢带表面的铁粉含量为0.5-2mg/m2，氧化膜厚度为0.0005-0.001μm。

22、通过采用上述技术方案，本技术限定了除尘钢带表面的铁粉含量以及氧化膜厚度，一方面减少了钢带表面残留的铁粉所产生的杂质，减小了镀层与杂质之间的电偶腐蚀，另一方面改善了热浸镀以后镀层与钢铁基板之间的附着力，改善了镀层板的耐腐蚀性能。

23、作为优选，所述方法的步骤(4)中，控制钢带与镀浴熔体之间的温差为0.1-0.5℃。

24、通过采用上述技术方案，本技术限制了钢带与镀浴熔液的温度差，有助于形成均匀致密的镀层，减小了镀层不同组织之间的电偶腐蚀，改善了钢带的耐腐蚀性能。

25、作为优选，所述方法的步骤(5)中，控制镀层表面的氧化膜厚度为0.01-0.05μm。

26、通过采用上述技术方案，由于本技术的方案能够充分发挥al-zn-mg合金镀层的耐腐蚀作用，因此能够在镀层表面得到较为致密的氧化膜，当镀层表面的氧化膜厚度处于上述范围内时能够减小镁的氧化偏析，提高镀层组织的均匀性，减小镀层不同组织之间的电偶腐蚀，实现良好的耐腐蚀性能。

27、第二方面，本技术提供一种耐cx级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板，采用如下的技术方案。

28、一种耐cx级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板，所述热浸镀层钢带采用以上任一所述的方法加工而成。

29、通过采用上述技术方案，本技术充分改善了热浸镀层钢带的耐腐蚀性能，在镀层中能够将晶粒尺寸控制在0.2mm及以下，在采用36j的吸收能量冲击试样检测镀层附着力时不容易出现脱落或开裂现象，还能够充分降低镀层中的杂质含量，并且能够将镀层表面的氧化膜厚度控制在0.05μm及以下。

30、综上所述，本技术具有以下有益效果：

31、1、首先，本技术控制了钢带表面的油污含量，通过除油和除尘提供了一个干净、均匀的基面，可以形成附着力优良的热浸镀层，在采用36j的吸收能量冲击试样检测镀层附着力时，本技术制备的镀层钢带不容易出现脱落或开裂现象。

32、2、本技术降低了镀层内部的杂质含量，减弱了镀层组织与杂质之间的电偶腐蚀，还能够充分降低镀层中的杂质含量，并且能够将镀层表面的氧化膜厚度控制在0.05μm及以下。

33、3、本技术对al-zn-mg熔体镀浴表面的灰尘含量、镀浴熔体的杂质及铁含量以及气刀下方的镁、铝氧化膜厚度进行了控制，使得制备的合金镀层具备较小的晶粒，在镀层中能够将晶粒尺寸控制在0.2mm及以下，不容易出现初生富铝相粗大和镁成分偏析的情况，有助于减小镀层组织之间的电偶腐蚀，最大化地发挥了al-zn-mg合金镀层的耐腐蚀作用。

34、综上，经采取以上措施生产的镀层钢板，克服了相关技术中的缺陷，得到的热浸镀层钢带对电化学腐蚀具有较好的抵抗效果，根据《gb/t 10125-2012人造气氛腐蚀试验盐雾试验》的要求，对镀层钢带进行铜加速醋酸盐雾试验，出现红锈的时间(简称为腐蚀时间)大于800小时。相对应的，以此镀层钢带为基材进一步进行涂层处理以后，在cx级极端环境下理论使用寿命可以达到25年以上。

技术特征：

1.一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（1）中，使用的原材料钢带为热轧钢带或冷轧硬化钢带。

3.根据权利要求2所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（1）中，当原材料钢带为热轧钢带时，表面清洁处理过程中的清洁方式为酸洗，并随之进行平整处理；当原材料钢带为冷轧钢带时，表面清洁处理过程中的清洁方式为电解脱脂，并随之进行超声波碱洗。

4.根据权利要求3所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（1）中，当原材料钢带为热轧钢带时，经过平整处理之后得到的清洁钢带的表面粗糙度ra为0.1-1.0μm。

5.根据权利要求3所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（1）中，得到的清洁钢带表面的铁粉含量为0.5-3mg/m2。

6.根据权利要求2所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（2）中，当原材料钢带为热轧钢带时，不进行材料性能的热处理，而只是加热到热浸镀所需的温度进行还原处理；当原材料钢带为冷轧硬化钢带时，进行材料性能的热处理，即在加热到奥氏体区之后继续保温一段时间，然后再进行冷却到热浸镀所需的温度，同时进行还原处理。

7.根据权利要求6所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（2）中，得到的除尘钢带表面的铁粉含量为0.5-2mg/m2，氧化膜厚度为0.0005-0.001μm。

8.根据权利要求1所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（4）中，控制钢带与镀浴熔体之间的温差为0.1-0.5℃。

9.根据权利要求1所述的耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法，其特征在于，所述方法的步骤（5）中，控制镀层表面的氧化膜厚度为0.01-0.05μm。

10.一种耐cx级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的方法加工而成。

技术总结
本申请涉及钢带连续涂镀技术领域，具体公开了一种耐腐蚀热浸镀层钢带的生产方法以及耐CX级极端环境腐蚀的预涂膜钢带用基板。本申请的方法通过对钢带表面的油污含量、铁粉含量等参数的控制，为热浸镀层的形成提供了良好的条件，之后还通过对镀浴熔体灰尘含量和铁含量、气刀下方氧化膜厚度以及镀浴熔体类型的优选，改善了镀层的成型效果。经过本申请的方法处理后，得到的热浸镀层钢带对电化学腐蚀具有较好的抵抗能力，适合在CX级极端环境下长时间工作，克服了相关技术中的缺陷。

技术研发人员：方利春,许秀飞,黄大华,郭金望,蒋学文
受保护的技术使用者：浙江华普新材股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5