本技術(shù)涉及鋼帶連續(xù)涂鍍，更具體地說(shuō)，它涉及一種耐腐蝕熱浸鍍層鋼帶的生產(chǎn)方法以及耐cx級(jí)極端環(huán)境腐蝕的預(yù)涂膜鋼帶用基板。

背景技術(shù)：

1、預(yù)涂膜熱浸鍍層鋼帶，也稱彩涂板，是一種通過(guò)在鋼帶基板上進(jìn)行熱浸鍍層處理后進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)涂膜處理的先進(jìn)鋼鐵材料。這種材料因其卓越的耐腐蝕性能，能夠顯著延長(zhǎng)鋼帶的使用壽命，在一些情況下可將鋼帶的使用壽命從3至5年提升至25至30年，因此被廣泛應(yīng)用于5級(jí)及以下環(huán)境等級(jí)的場(chǎng)景。隨著環(huán)境污染的加劇，對(duì)于能在海邊建筑、畜牧養(yǎng)殖、裝配式建筑及5g基站等多個(gè)領(lǐng)域cx級(jí)極端腐蝕環(huán)境下使用的鋼帶的需求日益增長(zhǎng)，但目前的技術(shù)水平尚未完全滿足這一需求。

2、相關(guān)技術(shù)中有一種鋼材耐腐蝕處理工藝，包括以下步驟：(1)在720℃的還原氣氛中對(duì)鋼鐵基材進(jìn)行退火處理，然后將鋼鐵基材冷卻至560℃；(2)將560℃的鋼鐵基材浸入鍍液中，經(jīng)過(guò)浸渡后采用氣刀進(jìn)行噴吹，再冷卻至室溫，得到帶有鍍層的鋼帶，并進(jìn)一步以鍍層鋼帶作為基材進(jìn)行涂層處理，得到預(yù)涂膜熱浸鍍層鋼帶。

3、理論和實(shí)踐均表明，僅僅靠改善鍍層成分和鍍層附著量來(lái)提高鍍層耐腐蝕性能的方法，在目前的條件下還不能完全滿足生產(chǎn)耐cx級(jí)極限環(huán)境預(yù)涂膜基板的需要，而且生產(chǎn)成本很高。出現(xiàn)上述情況的根本原因一是鍍層與鋼鐵之間的附著性不良，在后續(xù)的加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)顯微裂紋，環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)可以進(jìn)入顯微裂紋而在鋼鐵基板與鍍層之間發(fā)生電偶腐蝕；二是由于鍍層組織粗大，鍍層內(nèi)部不同組織之間存在比較嚴(yán)重的電偶腐蝕；三是由于鍍層內(nèi)部雜質(zhì)含量高，鍍層組織與雜質(zhì)之間存在比較嚴(yán)重的電偶腐蝕。正是由于以上三個(gè)方面的原因，從而影響整個(gè)鍍層和涂層的耐腐蝕性能。

4、針對(duì)上述相關(guān)技術(shù)，發(fā)明人認(rèn)為，相關(guān)技術(shù)中的處理雖然在一定程度上提高了鋼材的耐腐蝕性能，但是在cx級(jí)極端腐蝕環(huán)境下，按照這種工藝進(jìn)行防腐處理的鋼帶仍面臨著使用壽命不足的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、相關(guān)技術(shù)中，經(jīng)過(guò)防腐處理的鋼帶在cx級(jí)極端腐蝕環(huán)境下仍面臨著使用壽命不足的問(wèn)題。為了改善這一缺陷，本技術(shù)提供一種耐腐蝕熱浸鍍層鋼帶的生產(chǎn)方法以及耐cx級(jí)極端環(huán)境腐蝕的預(yù)涂膜鋼帶用基板。其基本原理一是最大化地提高鍍層與鋼鐵基板之間的結(jié)合力，使鋼鐵基板在加工和使用過(guò)程中不至產(chǎn)生顯微裂紋；二是防止初生富鋁相粗大和鎂成分偏析，減弱鍍層組織不同物相之間的電偶腐蝕；三是降低鍍層內(nèi)部的雜質(zhì)含量，減弱了鍍層組織與雜質(zhì)之間的電偶腐蝕。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種耐腐蝕熱浸鍍層鋼帶的生產(chǎn)方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種耐腐蝕熱浸鍍層鋼帶的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

4、(1)對(duì)熱浸鍍用原材料鋼帶進(jìn)行表面清潔處理，得到表面油污含量為0.5-5mg/m2的清潔鋼帶；所述表面清潔處理過(guò)程中的清潔方式包括酸洗或堿洗；

5、(2)對(duì)清潔鋼帶進(jìn)行加熱和還原處理，并對(duì)表面進(jìn)行氮?dú)獯祾?，得到表面灰塵含量為0.5-3mg/m2的除塵鋼帶；

6、(3)對(duì)鋼帶進(jìn)入鍍?cè)∏盃t鼻內(nèi)的氣體進(jìn)行凈化處理，使?fàn)t鼻口范圍內(nèi)的鍍?cè)∪垠w表面的灰塵含量為0.5-3mg/m2，氧化膜厚度為0.001-0.01μm；對(duì)鍍?cè)∪垠w進(jìn)行凈化除鐵，使鍍?cè)∪垠w的鐵含量為0.01-0.03wt％；對(duì)整個(gè)鍍?cè)”砻孢M(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)，使鋼帶出鍍?cè)√?，即氣刀下方氧化膜厚度?.01-0.03μm；所述鍍?cè)∪垠w為al-zn-mg合金熔體；

7、(4)將鋼帶浸入鍍?cè)∪垠w中進(jìn)行熱浸鍍，使鋼帶表面鍍上液態(tài)al-zn-mg合金；

8、(5)使用氮?dú)獯党搸П砻娑嘤嗟囊簯B(tài)al-zn-mg合金，留下所需附著量的液態(tài)鍍層；

9、(6)使用霧化水對(duì)鋼帶表面的液態(tài)鍍層進(jìn)行冷卻凝固，得到連續(xù)熱浸鍍層鋼帶。

10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，首先，本技術(shù)在步驟(1)中對(duì)原材料鋼帶的表面進(jìn)行了特殊的清潔處理，控制了鋼帶表面的油污含量。接著，本技術(shù)在步驟(2)中通過(guò)加熱和還原處理以及氮?dú)獯祾哌M(jìn)一步去除了表面附著的灰塵，通過(guò)除油和除塵提供了一個(gè)干凈、均勻的基面，從而為形成附著力良好的熱浸鍍層打下了良好的基礎(chǔ)。之后，本技術(shù)又對(duì)al-zn-mg熔體鍍?cè)”砻娴幕覊m含量以及氣刀下方的鎂、鋁氧化膜厚度進(jìn)行了控制，通過(guò)對(duì)上述參數(shù)的控制，制備的合金鍍層具備較小的晶粒，從而不容易出現(xiàn)初生富鋁相粗大和鎂成分偏析的情況，有助于減小鍍層組織之間的電偶腐蝕，最大化發(fā)揮al-zn-mg合金鍍層的耐腐蝕作用。同時(shí)，對(duì)上述條件的控制也降低了鍍層內(nèi)部的鐵等雜質(zhì)的含量，減弱了鍍層組織與雜質(zhì)之間的電偶腐蝕。經(jīng)過(guò)本技術(shù)的方法處理后，得到的熱浸鍍層鋼帶對(duì)電化學(xué)腐蝕具有較好的抵抗效果，適合作為在cx級(jí)極端環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作的預(yù)涂膜用熱浸鍍層鋼帶基板，克服了相關(guān)技術(shù)中的缺陷。

11、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(1)中，使用的原材料鋼帶為熱軋鋼帶或冷軋硬化鋼帶。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，選取熱軋鋼帶或冷軋硬化鋼帶時(shí)，經(jīng)過(guò)上述方法處理后得到的熱浸鍍層鋼帶均能夠生產(chǎn)出不同厚度的產(chǎn)品，滿足不同的用途。

13、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(1)中，當(dāng)原材料鋼帶為熱軋鋼帶時(shí)，表面清潔處理過(guò)程中的清潔方式為酸洗，并隨之進(jìn)行平整處理；當(dāng)原材料鋼帶為冷軋鋼帶時(shí)，表面清潔處理過(guò)程中的清潔方式為電解脫脂，并隨之進(jìn)行超聲波堿洗。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)根據(jù)熱軋鋼帶和冷軋硬化鋼帶的不同特性，分別選擇了合適的表面清潔方式，使得鋼帶表面更加清潔，為提高鍍層的附著力提供了更好的條件，有助于提高熱浸鍍層鋼帶的耐腐蝕性能。

15、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(1)中，當(dāng)原材料鋼帶為熱軋鋼帶時(shí)，經(jīng)過(guò)平整處理之后得到的清潔鋼帶的表面粗糙度ra為0.1-1.0μm。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)限定了熱浸鍍前鋼帶的粗糙度范圍，確保了鋼帶的平整度，使得鋼帶表面更加光滑，有利于形成均勻且致密的鍍層，減小了鍍層不同組織之間的電偶腐蝕，改善了鍍層板的耐腐蝕性能。

17、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(1)中，得到的清潔鋼帶表面的鐵粉含量為0.5-3mg/m2。

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)控制了熱浸鍍前鋼帶表面的鐵粉含量，減少了由于鐵粉而在鍍層內(nèi)部產(chǎn)生的雜質(zhì)，有利于減小鍍層與雜質(zhì)之間的電偶腐蝕，改善了鍍層板的耐腐蝕性能。

19、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(2)中，當(dāng)原材料鋼帶為熱軋鋼帶時(shí)，不進(jìn)行材料性能的熱處理，而只是加熱到熱浸鍍所需的溫度進(jìn)行還原處理；當(dāng)原材料鋼帶為冷軋硬化鋼帶時(shí)，進(jìn)行材料性能的熱處理，即在加熱到奧氏體區(qū)之后繼續(xù)保溫一段時(shí)間，然后再進(jìn)行冷卻到熱浸鍍所需的溫度，同時(shí)進(jìn)行還原處理。

20、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)根據(jù)熱軋鋼帶和冷軋硬化鋼帶的特性設(shè)計(jì)了不同的熱處理策略，有助于提高材料的加工性能，減小了鍍層板在加工過(guò)程中產(chǎn)生的不均勻變形，改善了鍍層板的耐腐蝕性能。

21、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(2)中，得到的除塵鋼帶表面的鐵粉含量為0.5-2mg/m2，氧化膜厚度為0.0005-0.001μm。

22、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)限定了除塵鋼帶表面的鐵粉含量以及氧化膜厚度，一方面減少了鋼帶表面殘留的鐵粉所產(chǎn)生的雜質(zhì)，減小了鍍層與雜質(zhì)之間的電偶腐蝕，另一方面改善了熱浸鍍以后鍍層與鋼鐵基板之間的附著力，改善了鍍層板的耐腐蝕性能。

23、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(4)中，控制鋼帶與鍍?cè)∪垠w之間的溫差為0.1-0.5℃。

24、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)限制了鋼帶與鍍?cè)∪垡旱臏囟炔?，有助于形成均勻致密的鍍層，減小了鍍層不同組織之間的電偶腐蝕，改善了鋼帶的耐腐蝕性能。

25、作為優(yōu)選，所述方法的步驟(5)中，控制鍍層表面的氧化膜厚度為0.01-0.05μm。

26、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，由于本技術(shù)的方案能夠充分發(fā)揮al-zn-mg合金鍍層的耐腐蝕作用，因此能夠在鍍層表面得到較為致密的氧化膜，當(dāng)鍍層表面的氧化膜厚度處于上述范圍內(nèi)時(shí)能夠減小鎂的氧化偏析，提高鍍層組織的均勻性，減小鍍層不同組織之間的電偶腐蝕，實(shí)現(xiàn)良好的耐腐蝕性能。

27、第二方面，本技術(shù)提供一種耐cx級(jí)極端環(huán)境腐蝕的預(yù)涂膜鋼帶用基板，采用如下的技術(shù)方案。

28、一種耐cx級(jí)極端環(huán)境腐蝕的預(yù)涂膜鋼帶用基板，所述熱浸鍍層鋼帶采用以上任一所述的方法加工而成。

29、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)充分改善了熱浸鍍層鋼帶的耐腐蝕性能，在鍍層中能夠?qū)⒕Я３叽缈刂圃?.2mm及以下，在采用36j的吸收能量沖擊試樣檢測(cè)鍍層附著力時(shí)不容易出現(xiàn)脫落或開裂現(xiàn)象，還能夠充分降低鍍層中的雜質(zhì)含量，并且能夠?qū)㈠儗颖砻娴难趸ず穸瓤刂圃?.05μm及以下。

30、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

31、1、首先，本技術(shù)控制了鋼帶表面的油污含量，通過(guò)除油和除塵提供了一個(gè)干凈、均勻的基面，可以形成附著力優(yōu)良的熱浸鍍層，在采用36j的吸收能量沖擊試樣檢測(cè)鍍層附著力時(shí)，本技術(shù)制備的鍍層鋼帶不容易出現(xiàn)脫落或開裂現(xiàn)象。

32、2、本技術(shù)降低了鍍層內(nèi)部的雜質(zhì)含量，減弱了鍍層組織與雜質(zhì)之間的電偶腐蝕，還能夠充分降低鍍層中的雜質(zhì)含量，并且能夠?qū)㈠儗颖砻娴难趸ず穸瓤刂圃?.05μm及以下。

33、3、本技術(shù)對(duì)al-zn-mg熔體鍍?cè)”砻娴幕覊m含量、鍍?cè)∪垠w的雜質(zhì)及鐵含量以及氣刀下方的鎂、鋁氧化膜厚度進(jìn)行了控制，使得制備的合金鍍層具備較小的晶粒，在鍍層中能夠?qū)⒕Я３叽缈刂圃?.2mm及以下，不容易出現(xiàn)初生富鋁相粗大和鎂成分偏析的情況，有助于減小鍍層組織之間的電偶腐蝕，最大化地發(fā)揮了al-zn-mg合金鍍層的耐腐蝕作用。

34、綜上，經(jīng)采取以上措施生產(chǎn)的鍍層鋼板，克服了相關(guān)技術(shù)中的缺陷，得到的熱浸鍍層鋼帶對(duì)電化學(xué)腐蝕具有較好的抵抗效果，根據(jù)《gb/t?10125-2012人造氣氛腐蝕試驗(yàn)鹽霧試驗(yàn)》的要求，對(duì)鍍層鋼帶進(jìn)行銅加速醋酸鹽霧試驗(yàn)，出現(xiàn)紅銹的時(shí)間(簡(jiǎn)稱為腐蝕時(shí)間)大于800小時(shí)。相對(duì)應(yīng)的，以此鍍層鋼帶為基材進(jìn)一步進(jìn)行涂層處理以后，在cx級(jí)極端環(huán)境下理論使用壽命可以達(dá)到25年以上。