專利名稱：一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)帶鋼熱浸鍍技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
燃油箱用鋼板是對(duì)耐蝕性要求較高，不僅要求耐外部大氣腐蝕，而且還要求耐燃油箱內(nèi)部的燃料和水分腐蝕。傳統(tǒng)汽車燃油箱鋼板材料是鍍鉛錫合金鋼板，這是一種熱浸鍍或電鍍Sn 合金的表面處理鋼板，一般國際上稱Terne板，這是由于含1 鍍層鋼板具有良好的焊接性、 耐蝕性、潤滑性(沖壓成形性)和涂裝性能。但是近年來，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無鉛化的要求也越來越高，各種含鉛的材料相繼被各國立法禁止使用。為了適應(yīng)新的環(huán)保法規(guī)，替代鍍鉛錫合金鋼板的材料開發(fā)有了很大的進(jìn)展，世界上各大鋼鐵公司都在競(jìng)相開發(fā)各種汽車燃油箱用無鉛鋼板材料。熱鍍鋅鋼板雖然成本較低且耐蝕性能較好，但是對(duì)于燃油箱內(nèi)部燃油的耐蝕性來說，鋅并不是很好的材料，鋅會(huì)被含水或劣化汽油腐蝕而產(chǎn)生易于堵塞燃油過濾器的白銹。另外，鋅鍍層中的鋅易于玷污Cu電極，因此焊接性能較差。新開發(fā)的其它品種鍍層鋼板，如熱浸鍍Al鋼板、熱浸鍍Si-Sn鋼板、電鍍Si-Ni鋼板、在熱浸鍍Si層上鍍M的雙層鍍鋼板，預(yù)涂層合金化熱浸鍍Si鋼板和預(yù)涂層電鍍Si-Ni鋼板等，已在汽車制造廠實(shí)際使用。其中熱鍍Sn-Si合金鋼板目前是無鉛鍍層燃油箱鋼板的一個(gè)主流，同時(shí)具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和沖壓性能(摩擦系數(shù)較小)。電鍍Sn-Si生產(chǎn)成本高，且電鍍后還需要對(duì)鍍層進(jìn)行軟熔處理才能達(dá)到理想的耐蝕性能。熱浸鍍Sn-Si合金需要采鋼板表面預(yù)鍍鎳然后再進(jìn)行熱浸鍍，才能避免因錫浸潤性差而造成的漏鍍，獲得理想的耐蝕性，如W02005080635A1和US2009047542A1，增加了工序及成本。JP2003^8520A在熱浸鍍時(shí)還需要采用&iC12、NH4C1作為助鍍劑，存在污染環(huán)境的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，該鋼板具有理想的鍍層結(jié)構(gòu)，且易于制造，成本較低?！N燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，其特征在于，鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為Zn7% 12%，RE 0. 002% 0. 2%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSi共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0. 1mm。采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為240 600°C，采用不小于10°C /s的冷卻速度冷卻。也可以在錫鋅合金液加入重量百分比為不大于5%的Al。所述的RE可以是混合稀土，也可以是鈰系稀土或鑭系稀土。鍍層中S1含量低于7 %時(shí)，鍍層不具有鋅的電化學(xué)保護(hù)作用；Si含量高于12 % 時(shí)，鍍層的耐蝕性下降。
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鍍層中RE含量低于0. 002%時(shí)，無法在不進(jìn)行預(yù)鍍處理的情況下避免針孔漏鍍的發(fā)生；鍍層中RE含量高于0. 2%時(shí)，RE改善浸潤性的作用達(dá)到飽和，且鍍層表面易黑化。鍍層理想的物相為富Sn枝晶和SnSi共晶，在加入Al的情況下，還可能出現(xiàn)SnAl 共晶及Aiai共晶，如出現(xiàn)富Si相或!^e系金屬間化合物會(huì)引起耐蝕性的惡化，富Sn枝晶晶粒尺寸大于0. Imm時(shí)，鍍層成形后易出現(xiàn)裂紋。錫鋅合金液的溫度低于240°C時(shí)，鍍液的粘度大，流動(dòng)性不好，不能得到平整的鍍層；錫鋅合金液的溫度高于600°C時(shí)，鍍液的粘度小， 不能得到較厚的鍍層，且保持鍍液溫度需要的能量消耗增加。鍍層冷卻速度低于10°C /s 時(shí)，鍍層枝晶粗大，成形性較差。在鍍液中加入鋁可以進(jìn)一步抑制狗系金屬間化合物的出現(xiàn)，Al含量高于5%時(shí)，抑制!^e系金屬間化合物的作用不再增加，鍍層中出現(xiàn)Al枝晶組織， 降低了鍍層的成形性能。本發(fā)明提供的一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，具有理想的鍍層結(jié)構(gòu)及耐蝕性、成形性、可焊性和涂漆性，不需要使用污染環(huán)境的Cl化物作為助鍍劑，不需要閃鍍鎳預(yù)處理，易于制造，成本較低。
具體實(shí)施例方式在連續(xù)熱浸鍍生產(chǎn)線上制造，基板可以是未退火的鋼板，也可以是退火后的鋼板， 基板在隊(duì)、H2混合氣體保護(hù)下進(jìn)行熱處理后，在隊(duì)、H2混合氣保護(hù)下進(jìn)入鍍鍋進(jìn)行熱浸鍍。實(shí)施例1 鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為Zn7%，RE 0. 002%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSi共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸0. 1mm。采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為240°C，鍍后冷卻速度10°C /s。實(shí)施例2:鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為Ζηθ1^1^，RE 0. 02 %，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSi共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸0. 05mm。采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為280°C，鍍后冷卻速度20°C /s。實(shí)施例3:鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為ail0%，RE 0. 02%, A10. 10%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSi共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸0. Imm0采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為320°C，鍍后冷卻速度10°C /
So實(shí)施例4:鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為&il2%，RE 0. 20%, A10. 30%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSi共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸0.04mm。采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為350°C，鍍后冷卻速度 20 0C /s。實(shí)施例5:鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為&ill%，RE 0.02%，A15%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSuSnAl、ZnAl共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸0. 04mm。采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為400°C，鍍后冷卻速
4度 20°C /s。實(shí)施例6 鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為Zn9%，RE 0. 005%，A10. 5%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)。鍍層由富Sn枝晶和SnSuSnAl、ZnAl共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸0. 04mm。 采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為600°C，鍍后冷卻速度 30 0C /s。
權(quán)利要求
1.一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板，其特征在于，鋼板鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為Zn7% 12%，RE 0. 002% 0. 2%，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)，鍍層由富Sn枝晶和SnSi共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0. 1mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板，其特征在于，鍍層中還含有重量百分比不大于5%的Al。
3.一種用于權(quán)利要求1或2所述的燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板的制造方法，其特征在于，采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為240 600°C，采用不小于10°C /s的冷卻速度冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板的制造方法，其特征在于，錫鋅合金液的溫度為320 600°C，冷卻速度為20 30°C /s。
全文摘要
本發(fā)明公開一種燃油箱用熱浸鍍錫鋅合金鋼板及其制造方法，鋼板鍍層的化學(xué)組成按重量百分比為Zn7％～12％，RE 0.002％～0.2％，余量為Sn和不可避免的雜質(zhì)，鍍層由富Sn枝晶和SnZn共晶組成，富Sn枝晶晶粒尺寸不大于0.1mm。制造方法采用與鍍層化學(xué)組成相同的錫鋅合金液進(jìn)行熱浸鍍，錫鋅合金液的溫度為240～600℃，采用不小于10℃/s的冷卻速度冷卻。本發(fā)明具有理想的鍍層結(jié)構(gòu)及耐蝕性、成形性、可焊性和涂漆性，不需要使用污染環(huán)境的Cl化物作為助鍍劑，不需要閃鍍鎳預(yù)處理，易于制造，成本較低。
文檔編號(hào)C23C2/08GK102400076SQ201010276600
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者呂家舜, 李鋒, 楊洪剛 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司