专利名称：一种耐高温镀层钢板制造方法及其耐高温镀层钢板的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及连续带钢热浸镀技术领域，特别涉及一种耐高温性能优良的热浸镀层钢板制造方法及其耐高温性能优良的热浸镀层钢板。
背景技术：
全世界约有10%的钢材由于腐蚀而损失，镀锌是减少钢材腐蚀损失的有效措施。 然而，传统的镀纯锌钢板耐蚀性、耐磨性、耐高温性能的不足，为提高其耐腐蚀、耐高温等性能，开发了性能更好的镀铝、镀铝锌等新型镀层，均已经商业化。AlSi热浸镀钢板是一种以热轧或冷轧钢板为基材，采用连续热浸镀工艺，在钢板表面生成一层连续、致密的AlSi合金镀层，具有耐高温、耐腐蚀等特点，并且具有良好的表面外观，特别适于在高温环境中使用。AlSi镀层钢板具有良好的耐高温性，在温度低于 450°C时，AlSi镀层钢板会保持光亮的外观，直到500°C以上才开始氧化和变色。AlSi镀层钢板优良的耐热性与镀层表面的氧化铝膜有关，其镀层所形成的氧化铝膜与基底层结合很牢，且十分致密，厚度约有数十至一百纳米左右。这种膜一旦受到划伤，可以自动氧化愈合， AlSi镀层钢板的耐热性远高于不同锌基镀层钢板。但是，AlSi镀层在高温下会出现软化现象，强度下降，硬度下降。随着强度的提高，钢板成形性能降低，为解决此问题，发展了热压成型钢，由于热压成形钢钢板在加热及冲压的过程中高温下暴露在空气中，所以将会不可避免地引起表面氧化，生成狗203和狗304的复合氧化物。因此，在热冲压成形过程中，如何对钢板表面进行防氧化处理是一个关键性技术。铝和铁发生相互扩散，并增厚了其难熔而又致密的铁铝合金层。目前，热压成形钢浸镀AlSi合金，形成Al-8% Si镀层，具备抗高温和耐腐蚀的特点，是目前应用的最广泛、最有效的防氧化工艺。但是镀层在加热和冲压的过程中存在脆化、脱落现象，塑性严重降低。镀铝板难以克服镀层硬度和韧性难以兼顾的矛盾，即提高涂层的硬度往往要以牺牲其韧性为代价，造成脆性增加，结果导致涂层与基体的匹配性与结合性下降，涂层易开裂，硬质相易脱落。纳米技术的诞生使传统材料的硬度和韧性同时得到很大提高，在此基础上通过先进材料处理技术使具有高硬度、高化学稳定性能等诸多优点的纳米硬质颗粒均勻弥散地分布于金属基体表面，这样就可以进一步提高材料的硬度与耐磨耐蚀性能同时又能够保证材料的韧性不下降，从而大幅度提高传统材料的耐磨耐蚀性能。纳米涂层由于其硬度和韧性的同时提高使得涂层的耐磨损性能得以提高，同时纳米涂层的划痕抗力提高，摩擦系数减小，这些都有利于纳米涂层提高耐磨性，纳米硬质颗粒的引入，可以提供更多的形核核心， 细化镀层微观组织，提高镀层成型性能。镀层中纳米颗粒的存在，提高了高温下镀层的强度和硬度。传统的热喷涂纳米结构涂层主要存在两个问题①纳米颗粒的输送问题。可供热喷涂用的粉末粒度范围一般为45 110 μ m，纳米粉体是不能直接用于热喷涂的，否则会产
3生烧损和飞扬等问题，并且由于纳米材料本身的表面与界面效应，纳米颗粒极易团聚，流动性差，会给输送管道造成一定的堵塞。为了能够充分利用纳米颗粒优良性能并满足现有工艺技术的要求，须将纳米材料制备成能够直接热喷涂的微米级纳米结构喂料。②纳米颗粒的烧结长大问题。纳米粒子比表面积大，表面活性高，致使熔点下降，喷涂过程中容易烧结长大而改变性状，最终影响到涂层中纳米晶结构的保持。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种在不改变传统的热浸镀层连续生产线工艺布置的前提下，提高现有镀层钢板的表面硬度，细化镀层微观组织，提高镀层钢板的耐磨、耐高温性能、成型性能。本发明的主要内容如下一种耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于在连续热浸镀生产线上，带钢出熔融镀液并经过气刀吹扫之后，纳米硬质颗粒输送装置将纳米尺寸硬质颗粒均勻输送到带钢表面并与处于熔融状态的镀层相结合，冷却后在镀层表面形成一层分布有硬质纳米颗粒的表面层，成为纳米硬质颗粒改性镀层钢板。纳米硬质颗粒输送装置安装在连续热浸镀生产线带钢出气刀以后，镀层没有凝固之前；该装置为一套电场发生装置，生产时将纳米硬质颗粒粉末均勻送入电场，纳米硬质颗粒在电场的作用下向熔融镀层运动并结合。纳米硬质颗粒可以是陶瓷、金属基陶瓷，也可以是熔点、硬度相对较高的金属间化合物、金属氧化物的一种或几种。带钢经气刀吹扫后的温度应高于镀层金属熔点10度以上，优选30度以上。纳米颗粒选择粒径为IOnm lOOnm。镀层可以是镀铝，镀铝锌，也可以是镀铝合金。耐磨抗划伤纳米镀层钢板，其特征在于，钢板镀层中分布有纳米尺寸的硬质颗粒， 颗粒与镀层有着良好的结合；纳米颗粒的硬度远高于镀层本身，纳米颗粒的熔点高于镀层材料的熔点。镀层可以是镀铝，镀铝锌，也可以是镀铝合金。选择纳米尺寸的硬质颗粒是要利用其纳米尺寸效应，对镀层进行纳米改性，尺寸增加，纳米尺寸效应消失。只有当纳米颗粒的硬度远高于镀层本身时，才能起到增强耐磨、 抗划伤性能的作用。只有纳米颗粒的熔点高于镀层材料的熔点，在与熔融状态的镀层结合时才能够保持稳定存在。不改变常规连续热浸镀生产线的工艺布置，只需要在生产线上增加一套电场发生装置，大大提高了本发明的适用性，可以广泛应用的现有热镀生产线。电场的强度依据带钢的运行速度、镀层厚度、纳米颗粒的尺寸而进行调整，目的在于保证镀层中的颗粒具有一定的分布密度，一般选择IOKV 100KV。钢板出气刀之后的温度应高于镀层金属熔点10度以上，优选30度以上。这是因为必须保证有一定的过热度，才能够保证镀液的流动性，可以与纳米颗粒进行充分的浸润、
纟口口。在不改变现有连续热浸镀铝/铝锌生产线工艺布置的情况下，可以利用纳米硬质
4颗粒对热浸镀层进行纳米表面改性，提高了热镀铝钢板的耐磨、耐高温性能以及成型性能。
具体实施例方式实施例1 一种纳米WC-Co陶瓷颗粒改性热浸镀铝钢板纳米颗粒选择粒径为IOnm 50nm的纳米WC-Co陶瓷颗粒，在钢板出锌锅之后，以 80KV 100KV的电压将粉末输送到镀锌板表面，与熔融状态的镀层铝液结合，之后风冷，形成纳米WC陶瓷颗粒表面改性热浸镀锌板，锌锅温度为730°C左右。得到的表面改性钢板表面硬度是传统热浸镀铝钢板一倍以上，细化镀层晶粒尺寸至微米级以下。实施例2 一种纳米MAl金属间化合物颗粒改性热浸镀铝钢板纳米颗粒选择粒径为40nm IOOnm的纳米NiAl金属间化合物颗粒，在钢板出锌锅之后，以50KV 90KV的电压将粉末输送到镀锌板表面，与熔融状态的镀层铝液结合，之后风冷，形成纳米MAl金属间化合物颗粒表面改性热浸镀铝板，锌锅温度为750°C左右。得到的表面改性钢板表面硬度是传统热浸镀铝钢板一倍以上，细化镀层晶粒尺寸至微米级以下。实施例3:一种纳米S^2氧化物颗粒改性热浸镀铝锌钢板纳米颗粒选择粒径为30nm 80nm的纳米SW2氧化物颗粒，在钢板出锌锅之后， 以80KV 100KV的电压将粉末输送到镀锌板表面，与熔融状态的镀层铝锌液结合，之后风冷，形成纳米SiA氧化物颗粒表面改性热浸镀锌板，镀液成分为95% Zn5% Al，锌锅温度为 650 °C左右。得到的表面改性钢板表面硬度是传统热浸镀铝锌钢板一倍以上，细化镀层晶粒尺寸至微米级以下。实施例4 一种纳米Al2O3氧化物颗粒改性热浸镀铝锌钢板纳米颗粒选择粒径为IOnm IOOnm的纳米Al2O3氧化物颗粒，在钢板出锌锅之后， 以80KV 100KV的电压将粉末输送到镀锌板表面，与熔融状态的镀层铝锌液结合，之后风冷，形成纳米Al2O3氧化物颗粒表面改性热浸镀锌板，镀液成分为95% Zn5% Al，锌锅温度为670°C左右。得到的表面改性钢板表面硬度是传统热浸镀铝锌钢板一倍以上，细化镀层晶粒尺寸至微米级以下。实施例5 一种纳米SiC颗粒改性热浸镀铝锌钢板纳米颗粒选择粒径为30nm IOOnm的纳米SiC颗粒，在钢板出锌锅之后，以 80KV 100KV的电压将粉末输送到镀锌板表面，与熔融状态的镀层铝锌液结合，之后风冷， 形成纳米SiC颗粒表面改性热浸镀锌板，镀液成分为95% Zn5% Al，锌锅温度为670°C左
右ο
5
得到的表面改性钢板表面硬度是传统热浸镀铝锌钢板一倍以上，细化镀层晶粒尺寸至微米级以下。实施例6 一种纳米SiC+Al203颗粒改性热浸镀铝锌钢板纳米颗粒选择粒径为30nm IOOnm的纳米SiC+Al203颗粒，在钢板出锌锅之后， 以80KV 100KV的电压将粉末输送到镀锌板表面，与熔融状态的镀层铝锌液结合，之后风冷，形成纳米SiC+Al203颗粒表面改性热浸镀锌板，镀液成分为95% Zn5% Al，锌锅温度为 670 °C左右。得到的表面改性钢板表面硬度是传统热浸镀铝锌钢板一倍以上，细化镀层晶粒尺寸至微米级以下。
权利要求
1.一种耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于在连续热浸镀生产线上，带钢出熔融镀液并经过气刀吹扫之后，纳米硬质颗粒输送装置将纳米硬质颗粒均勻输送到带钢表面并与处于熔融状态的镀层相结合，冷却后在镀层表面形成一层分布有硬质纳米颗粒的表面层。
2.根据权利要求1所述的耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于所述的纳米硬质颗粒输送装置为电场发生装置，安装在连续热浸镀生产线带钢出气刀后。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于所述的纳米硬质颗粒是陶瓷、金属基陶瓷、金属、金属间化合物、金属氧化物的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于带钢经气刀吹扫后的温度应高于镀层金属熔点10度以上。
5.根据权利要求1或2所述的耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于带钢经气刀吹扫后的温度应高于镀层金属熔点30度以上。
6.根据权利要求1或2所述的耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于所述的纳米颗粒粒径为10 lOOnm。
7.根据权利要求1或2所述的耐高温镀层钢板的制造方法，其特征在于所述的镀层是镀铝、镀铝锌或者镀铝合金。
8.一种根据权利要求1或2所述制造方法生产的耐高温镀层钢板，其特征在于镀层中分布有纳米尺寸的硬质颗粒。
9.根据权利要求8所述耐高温镀层钢板，其特征在于所述的镀层是是镀铝、镀铝锌或者镀铝合金。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温镀层钢板制造方法及其耐高温镀层钢板，其特征在于在连续热浸镀生产线上，带钢出熔融镀液并经过气刀吹扫之后，纳米硬质颗粒输送装置将纳米硬质颗粒均匀输送到带钢表面并与处于熔融状态的镀层相结合，冷却后在镀层表面形成一层分布有硬质纳米颗粒的表面层。纳米硬质颗粒输送装置为电场发生装置，安装在连续热浸镀生产线带钢出气刀后。纳米硬质颗粒是陶瓷、金属基陶瓷、金属间化合物、金属氧化物的一种或几种。该制造方法生产的钢板提高了热镀铝钢板的耐磨、耐高温性能以及成型性能。
文档编号C23C2/26GK102400079SQ20101027647
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者吕家舜, 康永林, 李锋, 杨洪刚 申请人:鞍钢股份有限公司