专利名称：一种细化钢板镀层表面结晶形态的热浸镀液处理方法
技术领域：
本发明属钢板热浸镀领域，特别是涉及细化钢板镀层表面结晶形态的热浸镀液处理技术背景技术细化钢板镀层表面结晶形态，能够提高作为涂层基板的镀层板质量。目前普遍使用的小锌花热镀锌钢板就是其中一种。小锌花热镀锌是当今汽车制造，家电和建筑行业最受青睐的材料，又是彩涂钢板最主要的基材。目前小锌花热浸镀锌技术主要有以下几种(1)增加结晶中心型。带钢从锌锅拉出后，在锌层凝固之前，采用压缩空气或水蒸汽把水雾化，可以在水中加入适量的磷酸盐或铵盐，还可以使用压缩空气直接喷射锌粉或其他固体微粉，这种雾化了的细小水滴或细小粉末颗粒在锌层表面形成大量结晶中心，许多晶体在同一区域内同时成长，又相互抑制，其结果是在锌花还很细小时就固化了。
(2)加速冷却型。用水使液态锌层急剧冷却，形成大量结晶核，并且由于急冷，控制了锌花生长时间，当锌花还很细小时锌层便凝固了。
这两种方法通常采用在带钢两表面同时喷射压缩空气/水，或过热蒸气/水。在尚未凝固的锌层表面，人为地增加结晶中心，同时又加快了锌层的凝固速度，缩短晶体长大的时间，以此得到小锌花表面。采用此种方法，虽然可以达到获得小锌花表面的目的，但尚存在一些不足之处主要有由喷嘴堵塞或损坏引起的小锌花表面出现局部带状不均匀；喷射介质没达到良好的雾状所引起的小锌花表面出现无规律的锌花；孔型喷嘴和带钢之间没有达到最佳距离所引起的板面出现有规律的带状条纹，即在带钢宽度方向上，大锌花结构和小锌花结构有规律地、间隔地布满整个表面。
此外，还有一种缺偶元素型控制小锌花的方法，即控制锌液中铅含量，铅含量越低，锌花越小。但是，在实际生产中调整铅含量会产生大量的过渡产品，因此，可操作性不强。
发明内容
本发明的目的是提供一种热浸镀液的处理方法，弥补原有热浸镀工艺生产小锌花产品的不足，不再通过喷嘴向钢板镀锌层喷射冷却介质来获得小锌花，而是在锌锅中插入电极进行电脉冲处理，改变锌液结晶形态从而生产出质量优良的小锌花镀层钢板。
本发明是通过下述方案实现的，在400～620℃热浸镀锌液中加入能量为500J～100MJ，电压为100V～2000V，电流为100A～1KA的脉冲电场，锌锅内的锌液在经电脉冲孕育处理后，液体锌中形成大量晶核，来自还原炉的钢带进入锌锅后，钢带表面涂敷具有这种特性的液体金属锌，经过气刀到达后冷段，冷却后即可获得质量良好的小锌花镀层。
根据液态金属团簇结构假说，在液态金属中有能够稳定存在的结构不同于固态金属结构的团簇，称其为晶坯。在熔点温度以上，稳定存在的晶坯主要以传统的临界晶坯为主。采用电脉冲处理技术孕育出稳定的大尺度晶坯是通过外电场对原晶坯外电层进行反复的畸变和松弛作用，在反复的畸变和松弛过程中液态金属原子被结合到晶坯中，使稳定的小尺度晶坯转变为稳定的大尺度晶坯。
对于已经存在的团簇来讲，当施加电脉冲时，团簇外电层结构将由于电场作用而发生畸变。这种畸变将会导致团簇一侧外层电位的降低，而团簇一侧外层电位的降低有利于该团簇周围的团簇或原子与之结合。当向液态金属加入电脉冲时，实质上是向液态金属施加了电场；由于电场的影响，团簇外电层结构发生畸变，该原子团或团簇就长大成为尺度更大的团簇，按照传统凝固理论的观点，原子团或团簇程度越大，其形核或结晶需要克服的位垒(或势垒)就越小，从而形核率也就越高。形核率提高使液态金属凝固结晶成为细晶组织。对于镀锌用锌液而言，采用电脉冲孕育处理技术，有利于得到小锌花镀层。
在锌铝镁浸镀液中采用上述方法对钢板做表面处理，同样获得组织细密的表面镀层。
采用此种工艺生产出的小锌花，消除了现有技术中，由于喷嘴堵塞或损坏引起的小锌花表面出现局部带状不均匀；喷射介质没达到良好的雾状所引起的小锌花表面出现无规律的锌花；孔型喷嘴和带钢之间没有达到最佳距离所引起的板面出现有规律的带状条纹等缺陷。
图1到图6为本发明的锌花形貌图。
具体实施例方式
在下表所示的实施例1中，将连接脉冲发生装置的电极插入460℃锌液中，，脉冲发生装置的电场能量500J，电压100V，电流100A，当带钢带速60m/min时，获得了小锌花镀层产品，如图1所示。
在下表所示的实施例2中，将连接脉冲发生装置的电极插入460℃锌液中，，脉冲发生装置的电场能量1×105J，电压400V，电流500A，当带钢带速95m/min时，获得了小锌花镀层产品，如图2所示。
在下表所示的实施例3中，将连接脉冲发生装置的电极插入460℃锌液中，，脉冲发生装置的电场能量1×106J，电压500V，电流600A，当带钢带速100m/min时，获得了小锌花镀层产品，如图3所示。
在下表所示的实施例4中，将连接脉冲发生装置的电极插入460℃锌液中，，脉冲发生装置的电场能量2×107J，电压600V，电流800A，当带钢带速100m/min时，获得了小锌花镀层产品，如图4所示。
在下表所示的实施例5中，将连接脉冲发生装置的电极插入460℃锌液中，，脉冲发生装置的电场能量5×107J，电压850V，电流1000A，当带钢带速110m/min时，获得了小锌花镀层产品，如图5所示。
在下表所示的实施例6中，将连接脉冲发生装置的电极插入460℃锌液中，，脉冲发生装置的电场能量1×108J，电压2000V，电流1000A，当带钢带速120m/min时，获得了小锌花镀层产品，如图6所示。
权利要求
1.一种细化钢板镀层表面结晶形态的热浸镀液处理方法，其特征在于在热浸镀液中加入脉冲电场予以处理。
2.根据权利要求1所述的热浸镀液的处理方法，其特征在于所述热浸镀液为锌液或锌铝镁液。
3.根据权利要求2所述的热浸镀液的处理方法，其特征在于生产小锌花镀层钢板时，所用电场能量为500J～100MJ，电压为100V～2000V，电流为100A～1KA。
4.根据权利要求2所述的热浸镀液的处理方法，其特征在于生产小锌花镀层钢板时，所用电场能量最佳值为1MJ～50MJ，电压最佳值为400V～850V，电流最佳值为500A～1KA。
全文摘要
本发明公开一种细化钢板镀层表面结晶形态的热浸镀液处理方法，在460～600℃热浸镀锌液中加入能量为500J～100MJ，电压为100V～2000V，电流为100A～1KA的脉冲电场，锌锅内的锌液在经电脉冲孕育处理后，液体锌中形成大量晶核，来自还原炉的钢带进入锌锅后，钢带表面涂敷具有这种特性的液体锌，经过气刀到达后冷段，冷却后即可获得质量良好的小锌花镀层。
文档编号C25D13/00GK1932069SQ200510047208
公开日2007年3月21日 申请日期2005年9月13日 优先权日2005年9月13日
发明者关勇, 李平, 李震, 李锋, 张春雷 申请人:鞍钢股份有限公司