CN114369783B - 一种热浸镀锌镀层钢板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及钢材涂镀制备领域，尤其涉及一种热浸镀锌镀层钢板及其制备方法，所述镀层钢板包括钢基体和镀层；所述钢基体包括：C：0.01％‑0.2％，Mn：0.01％‑2％，Si：0.01％‑0.4％，Cr：0.02％‑0.4％，B：0.0001％‑0.001％，Al：0.03％‑0.6％；所述镀层包括：Mg：1％‑4％，Al：5％‑8％，稀土元素≤1％，其余为Zn和不可避免的杂质；所述制备方法包括：获取含所述镀层化学成分的镀液；加热所述镀液，得到预热镀液；获取含所述钢基体化学成分的钢板；加热所述钢板，后浸入所述预热镀液中，冷却后，得到所述镀层钢板；通过控制钢基体和镀层的化学成分，再通过制备方法，实现对镀层钢板耐腐蚀性能和镀层厚度的平衡控制。
Description
技术领域
本申请涉及钢材涂镀制备领域，尤其涉及一种热浸镀锌镀层钢板及其制备方法。
背景技术
传统连续热镀锌钢板应用到复杂钢结构零件的制造中，会出现暴露的切口，切口位置会优先发生腐蚀。
而锌铝镁镀层具有优秀的切口耐腐蚀性能，目前在钢结构零件制造中的热镀锌技术大部分采用锌铝镁镀层，常用的钢结构零件的厚度范围通常为2.0-10.0mm，以3.0-4.0mm厚度居多，因此锌铝镁镀层的厚度需要达到20μm以上，而在热浸镀层产品凝固过程中，过厚的镀层表现为局部镀层明显减薄，会导致局部耐蚀性显著下降，为保证镀层厚度满足耐蚀性的需要，一般需要提高镀层厚度的平均值，以提高局部耐蚀性，缺乏对镀层钢板耐腐蚀性能和镀层厚度的平衡控制。
发明内容
本申请提供了一种热浸镀锌镀层钢板及其制备方法，以解决现有技术中锌铝镁镀层钢板耐腐蚀性能和镀层厚度无法达到平衡的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种热浸镀锌镀层钢板，所述镀层钢板包括钢基体和覆盖在所述钢基体上的镀层；
所述钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.01％-0.2％，Mn：0.01％-2％，Si：0.01％-0.4％，Cr：0.02％-0.4％，B：0.0001％-0.001％，Al：0.03％-0.6％；
所述镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：1％-4％，Al：5％-8％，稀土元素≤1％，其余为Zn和不可避免的杂质。
可选的，所述稀土元素包括La、Ce、Er和Y中至少一种。
可选的，所述La的质量分数0.005％-0.1％，所述Ce的质量分数为0.001％-0.02％，所述Er的质量分数为0.001％-0.02％，所述Y的质量分数为0.005％-0.1％。
可选的，所述镀层中形成有富铝相，所述富铝相的当量直径在10μm以下。
第二方面，本申请提供一种热浸镀锌镀层钢板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
获取含所述镀层化学成分的镀液；
加热所述镀液，得到预热镀液；
获取含所述钢基体化学成分的钢板；
加热所述钢板，后浸入所述预热镀液中，以使镀液覆盖在钢板上形成镀层，冷却后，得到所述层钢板。
可选的，所述预热镀液的温度在400℃-480℃内。
可选的，所述加热所述钢板中，控制加热温度低于所述预热镀液的温度的10℃-20℃。
可选的，所述加热所述钢板中，控制漏点气氛温度低于-40℃。
可选的，所述钢板的表面平均粗糙度在0.4μm-2μm内。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的一种热浸镀锌镀层钢板及其制备方法，通过控制钢基体的化学成分，防止钢基体在退火过程中形成较厚的氧化物薄膜，消耗过多的Al，使镀层中Al含量下降，导致Al在镀层中产生的富铝相的晶粒不足，影响富铝相的流动，使镀液物理性质出现波动，导致最后镀层的厚度出现差异，并且由于Al不足，由镀层中Al形成的致密保护膜不足，导致镀层耐蚀性下降；通过控制镀层的化学成分，利用镀层中的Al和Mg在大气环境中会溶解到镀层表面的水膜中，水膜在重力影响下流动到切口位置，沉淀出致密的保护膜，而保护膜可以在中性和弱碱性环境下稳定存在，并且可以促使镀层表面电解质溶液变为弱碱性溶液，防止环境中酸液腐蚀镀层，实现镀层的耐蚀，最后通过稀土元素与Al形成稀土铝合金化合物，析出镀层形成富铝相的形核核心，引导富铝相的晶粒尺寸的形成，防止富铝相的晶粒尺寸过大，保证镀层厚度的均匀，同时稀土元素可以在镀层形成含有稀土元素的氢氧化物，能够与空气中氧反应，防止空气中氧渗入到镀层，降低腐蚀速率，提高耐蚀性，从而达到镀层钢板的厚度和耐腐蚀性能的平衡，使镀层钢板具有良好的表面质量和优异的耐腐蚀性能。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种热浸镀锌镀层钢板的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种热浸镀锌镀层钢板的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，在本申请的一个实施例中，提供一种热浸镀锌镀层钢板，所述镀层钢板包括钢基体和覆盖在所述钢基体上的镀层；
所述钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.01％-0.2％，Mn：0.01％-2％，Si：0.01％-0.4％，Cr：0.02％-0.4％，B：0.0001％-0.001％，Al：0.03％-0.6％；
所述镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：1％-4％，Al：5％-8％，稀土元素≤1％，其余为Zn和不可避免的杂质。
在本申请中，C的作用是提供足够的强度，控制C的质量分数在0.01％-0.2％的目的是使碳能够形成固溶体和马氏体组织，该质量分数取值过大，说明碳含量太高，形成过多的固溶体和马氏体组织，该质量分数取值过小，说明碳含量不足，无法形成足够的固溶体和马氏体组织。
Mn的作用是使固溶强化，控制Mn的质量分数在0.01％-0.2％的目的是提高铁素体强度，该质量分数取值过大，使Mn会在钢板表面富集，恶化镀层结合力，该质量分数取值过小的不利影响使钢的强度不足。
Si的作用是使固溶强化，同时促使形成马氏体，控制Si的质量分数在0.01％-0.4％的目的是提高强度，该质量分数取值过大的不利影响是Si会在钢板表面富集，恶化镀层结合力，该质量分数取值过小的不利影响是使强度不足。
Cr的作用是作为马氏体稳定元素，能够提高高强钢的性能稳定性，控制Cr的质量分数在0.02％-0.4％的目的使钢板在热浸镀锌过程中强度稳定，该质量分数取值过大的不利影响是Cr元素会形成大量的碳化物析出到晶界位置，导致强度下降显著，导致钢板脆性，该质量分数取值过小，将导致钢中马氏体组织无法稳定。
B的作用是提高淬透性能，控制B的质量分数在0.0001％-0.001％的目的是获得良好的淬透性，使得在镀后冷却过程中能够将部分贝氏体转化为马氏体，该质量分数取值过大，将导致B与N形成粗大化合物，降低晶粒强度，同时B会在钢的表面析出，导致镀层与钢板结合力下降，该质量分数取值过小的不利影响是无法获得良好的马氏体组织。
Al的作用是在钢基体中作为脱氧剂，控制Al的质量分数在0.01％-0.2％的目的是消除钢中游离N和O，该质量分数取值过大，将导致钢水粘度的显著提高，不利于连续铸造，该质量分数取值过小，无法通过Al消除钢中N和O的不利影响。
在镀层中，Al的作用是提高镀层的切口耐蚀能力，并可以在热浸镀锌时将高强钢表面的氧化物还原，提高带钢表面的清洁性，提高镀液在高强钢表面的浸润性，防止出现漏镀缺陷；控制Al的质量分数在5％-8％内的目的是控制Al在镀层中析出的富铝相的量；当该质量分数取值过大时，将导致镀层中析出大量的鱼骨状的富铝相，大块富铝相与锌之间形成电化学腐蚀，削弱耐蚀性，同时含量太高会导致镀层中先析出的富铝相尺寸太大，造成镀层凝固时富铝相附近出现大范围的铝贫乏区，从而削弱了富铝相附近的镀液流动性，使得镀液的物理性质出现剧烈波动，造成不同位置镀层厚度差异较大；当该质量分数取值过小时，将导致析出的富铝相含量不够，并且无法提高镀层的切口耐蚀能力，和无法将高强钢表面的氧化物充分还原，使镀层表面厚度出现波动，无法控制镀层表面的厚度均匀。
Mg的作用是提高切口耐蚀能力，控制Mg的质量分数为1％-4％的目的是在大气环境中会优先溶解到镀层表面的水膜中，水膜在重力等作用下流动到切口位置，在切口位置的钢板表面沉淀出致密的保护膜，这种保护膜在中性和弱碱性环境下可以稳定存在，同时还能够促使镀层表面电解质溶液变为弱碱性溶液，从而提高镀层的耐蚀性；当该质量分数取值过大时，容易形成大块的Mg-Zn相，造成镀层脆性，并且在高温下容易氧化挥发，形成镀层孔洞，造成镀层厚度不均匀，影响镀层质量；当该质量分数取值过小的不利影响是无法提供足够的Mg离子，导致表面水膜的pH值太高，难以形成稳定致密的化合物。
稀土元素的作用是可以控制镀层厚度和增强耐蚀能力，控制稀土元素≤1％的目的是使稀土元素能够首先与Al结合形成充足的铝-稀土高熔点化合物，该熔点化合物在镀层中能够成为富铝相的形核核心，防止富铝相尺寸过大影响镀层厚度，同时稀土元素可以在镀层表面形成含有稀土的氢氧化物，能够阻碍空气中的氧渗入到镀层中，提高耐蚀性；当该质量分数取值范围过大时，由于稀土元素存在高温化合物明显粗化问题和造成Zn的脆性而削弱Zn的阳极保护能力，导致耐蚀能力降低，对耐蚀性有显著恶化作用。
作为一个可选的实施方式，所述稀土元素包括La、Ce、Er和Y中至少一种。
在本申请中，通过加入包括La、Ce、Er和Y中至少一种的稀土元素，利用稀土元素能够首先与Al结合形成铝-稀土高熔点化合物，而该熔点化合物普遍超过700℃，而该熔点化合物在镀层中能够成为富铝相的形核核心，细化富铝相，使得富铝相的晶粒尺寸不会太大，防止富铝相尺寸过大影响镀层厚度，同时稀土元素在大气腐蚀过程中，会在镀层表面形成含有稀土的氢氧化物，这些化合物能够阻碍空气中的氧渗入到镀层中，进一步降低腐蚀速率，提高耐蚀性，从而实现镀层钢板耐腐蚀性能和镀层厚度达到平衡的目的。
作为一个可选的实施方式，所述La的质量分数0.005％-0.1％，所述Ce的质量分数为0.001％-0.02％，所述Er的质量分数为0.001％-0.02％，所述Y的质量分数为0.005％-0.1％。
在本申请中，限定La的质量分数0.005％-0.1％的目的是使稀土元La能够与铝形成足够的铝-稀土高熔点化合物，当质量分数在0.005％以上时La才能与Al优先反应生成足够多的铝-稀土高熔点化合物，而当质量分数在0.1％以上时，热镀锌时形成的镀液流动性会被显著削弱，导致镀层面形成条纹状缺陷，影响镀层厚度和耐腐蚀性能。
限定Y的质量分数为0.005％-0.1％的目的是使稀土元Y能够与铝形成足够的铝-稀土高熔点化合物，当质量分数在0.005％以上时Y才能与Al优先反应生成足够多的铝.稀土高熔点化合物，而当质量分数在0.1％以上时，热镀锌时形成的镀液流动性会被显著削弱，导致镀层面形成条纹状缺陷，影响镀层厚度和耐腐蚀性能。
限定Ce的质量分数为0.001％-0.02％的目的是使稀土元Ce能够与铝形成足够的铝-稀土高熔点化合物，当质量分数在0.001％以上时Ce才能与Al优先反应生成足够多的铝-稀土高熔点化合物，而当质量分数在0.02％以上时，一方面由于Ce会出现高温化合物的粗化问题，导致镀层表面出现点状缺陷，从而影响镀层厚度和耐蚀能力，另一方面，Ce会造成Zn的脆性，削弱Zn的阳极保护能力，对耐蚀能力有不利影响。
限定Er的质量分数为0.001％-0.02％的目的是使稀土元Er能够与铝形成足够的铝-稀土高熔点化合物，当质量分数在0.001％以上时Er才能与Al优先反应生成足够多的铝-稀土高熔点化合物，而当质量分数在0.02％以上时，由于Er会造成Zn的脆性，削弱Zn的阳极保护能力，对耐蚀能力有不利影响。
作为一个可选的实施方式，所述镀层中形成有富铝相，所述富铝相的当量直径在10μm以下。
在本申请中，限定镀层中富铝相的尺寸的目的是由于富铝相是造成镀层不均匀的重要原因，因此对富铝相的尺寸需要限定；当富铝相的直径尺寸超过10μm时，由于富铝相的尺寸过大，伸出镀层表面，从而导致镀层厚度不均匀。
第二方面，如图2所示，本申请提供一种热浸镀锌镀层钢板的制备方法，所述制备方法包括：
S1.获取含所述镀层化学成分的镀液；
S2.加热所述镀液，得到预热镀液；
S3.获取含所述钢基体化学成分的钢板；
S4.加热所述钢板，后浸入所述预热镀液中，以使镀液覆盖在钢板上形成镀层，冷却后，得到所述层钢板。
作为一个可选的实施方式，所述预热镀液的温度在400℃-480℃内。
在本申请中，限定预热镀液温度在400℃-480℃内的作用是，此时镀液温度达到能够与钢板反应的温度范围内，从而能够形成均匀的镀层；当预热镀液的温度范围过高时，将导致钢板中的铁会迅速与镀液中的锌反应，铁与锌反应的速度超过铁与铝反应的速度，从而会在钢板/镀层界面形成树枝晶状生长的Fe-Zn化合物，Fe-Zn化合物在空间上形成树枝形貌，造成镀层中局部性质差异太大，使得镀液容易在Fe-Zn化合物周围聚集凝固，使得局部镀层厚度偏厚，除此之外，镀液温度太高还导致镀层在冷却过程中的时间过长；当预热镀液的温度范围过低时，会导致镀液在钢板表面无法形成均匀的液膜就提前凝固了，同样导致镀层厚度不均匀，而镀液温度的下限值与镀层中的合金元素含量有一定关系，在本申请的合金元素含量范围内，预热镀液的温度下限值可以表示为：
T＝400+(1.5*Al％+Mg％)*2+10*R％，
其中R％是稀土元素的添加总量；
Al％是铝元素的添加总量；
Mg％是镁元素的添加总量；
由温度下限值可知，镀液温度的最低温度不能低于400℃。
作为一个可选的实施方式，所述加热所述钢板中，控制加热温度低于所述预热镀液的温度的10℃-20℃。
在本申请中，限定加热钢板的温度低于预热镀液的温度的目的是由于钢板厚度普遍超过2mm甚至部分超过4mm，将导致钢板表面与中心处的温度会有显著差异，在加热钢板过程中，会出现中心处温度高而表层温度低的现象，将导致热浸镀锌阶段镀层凝固时镀液不容易凝固，使镀液在钢板表面出现随机流动，形成局部镀层过厚和局部镀层过薄，因此需要将钢板的加热温度降低到预热镀液温度以下，使钢板在热浸镀锌时表面温度能够高于中心处温度；当该温度范围过高时，即加热温度远低于预热镀液温度，将不利于钢板与镀层之间形成稳定均匀的Fe-Al层，降低了镀层的粘附性，出现漏镀缺陷；当该温度范围过低时，即钢板的温度与预热镀液的温度相差不大，将导致热浸镀锌阶段镀层凝固时镀液不容易凝固，使镀液在钢板表面出现随机流动的情况发生。
作为一个可选的实施方式，所述加热所述钢板中，控制漏点气氛温度低于-40℃。
在本申请中，控制漏点气氛温度低于-40℃的目的是由于钢板表面在加热阶段会产生氧化物，而产生的氧化物将影响镀层的厚度均匀，因此需要尽量避免氧化物的形成，而控制加热过程中的气氛可以减少氧原子的存在，从而控制氧化物生成，使镀层的厚度能够得到控制；当该温度范围过高时，气氛中将含有大量氧原子，将导致大量氧化物的形成，从而影响镀层的厚度均匀。
作为一个可选的实施方式，所述钢板的表面平均粗糙度在0.4μm-2μm内。
在本申请中，限定钢板的表面平均粗糙度在0.4μm-2μm内的目的是热浸镀锌阶段Al会优先与钢板中的Fe反应，部分Fe溶解到镀液中，在镀层与钢板界面形成一层连续的Fe-Al化合物，而Fe-Al化合物将增强镀层与钢板之间的粘附性；当该平均粗糙度的范围过大时，说明钢板表面具有比较粗糙的形貌，则钢板表面的实际面积会显著增大，但是与镀液的接触则集中在粗糙形貌的尖端位置，这就会导致尖端位置首先溶出Fe，形成Fe-Al层，而粗糙形貌的凹坑位置则反应缓慢，使得镀层在尖端位置凝固更快，凹坑位置较缓慢，因而在尖端位置镀层会显著偏薄，凹坑位置聚集了更多的镀液，造成镀层偏厚；当该平均粗糙度的范围过小时，说明钢板过于平滑，会使得镀层在凝固时缺少形核的核心，形成的Fe-Al层不够完整，使得镀层与钢板之间的粘附性下降，出现漏镀缺陷。
实施例1
选取2mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.05％，Mn：0.02％，Si：0.3％，Cr：0.02％，B：0.0001％，Al：0.05％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：1％，Al：5％，稀土元素：0.02％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0％，Ce的质量分数为0％，Er的质量分数为0.02％，Y的质量分数为0％；
富铝相的当量直径为5μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为480℃；
加热所述钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度10℃，则加热温度为470℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-40℃；
钢板的表面平均粗糙度为1.8μm。
实施例2
选取2.4mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.1％，Mn：0.8％，Si：0.4％，Cr：0.1％，B：0.0004％，Al：0.4％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：1％，Al：6％，稀土元素：0.101％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0％，Ce的质量分数为0.001％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0.1％；
富铝相的当量直径为5μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为425℃；
加热所述钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度的15℃，则加热温度为410℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-50℃；
钢板的表面平均粗糙度为1.2μm。
实施例3
选取3mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.15％，Mn：1.2％，Si：0.1％，Cr：0.3％，B：0.001％，Al：0.08％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：2％，Al：8％，稀土元素：0.19％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0.1％，Ce的质量分数为0.02％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0.1％；
富铝相的当量直径为2μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为430℃内；
加热钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度的20℃，则加热温度为410℃；
加热钢板中，漏点气氛温度为-70℃；
钢板的表面平均粗糙度为0.7μm。
实施例4
选取4.5mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.2％，Mn：1.8％，Si：0.04％，Cr：0.08％，B：0.0003％，Al：0.6％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：3.5％，Al：7％，稀土元素：0.03％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0.01％，Ce的质量分数为0.01％，Er的质量分数为0.01％，Y的质量分数为0％；
富铝相的当量直径为3μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为420℃内；
加热所述钢板中，控制加热温度低于所述预热镀液的温度20℃，则加热温度为400℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-55℃；
钢板的表面平均粗糙度为0.8μm。
实施例5
选取5mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.16％，Mn：2％，Si：0.08％，Cr：0.4％，B：0.0003％，Al：0.6％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：4％，Al：7％，稀土元素：0.005％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0.005％，Ce的质量分数为0％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0％；
富铝相的当量直径为9μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为430℃内；
加热所述钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度20℃，则加热温度为410℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-60℃；
钢板的表面平均粗糙度为1.9μm。
实施例6
选取6mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.08％，Mn：1.1％，Si：0.01％，Cr：0.05％，B：0.001％，Al：0.08％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：2.5％，Al：6％，稀土元素：0.024％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0％，Ce的质量分数为0.003％，Er的质量分数为0.001％，Y的质量分数为0.02％；
富铝相的当量直径为7μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为450℃内；
加热所述钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度的15℃，则加热温度为435℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-60℃；
钢板的表面平均粗糙度为2μm。
实施例7
选取7mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.05％，Mn：0.01％，Si：0.4％，Cr：0.1％，B：0.0002％，Al：0.03％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：3.5％，Al：5％，稀土元素：0.01％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数0.005％，Ce的质量分数为0％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0.005％；
富铝相的当量直径为10μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为400℃；
加热所述钢板中，控制加热温度低于所述预热镀液的温度10℃，则加热温度为390℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-55℃；
钢板的表面平均粗糙度为0.5μm。
对比例1
选取3mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.2％，Mn：2％，Si：0.1％，Cr：0.1％，B：0.0001％，Al：0.8％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：2％，Al：3％，稀土元素：0％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0％，Ce的质量分数为0％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0％；
富铝相的当量直径为15μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为400℃；
加热所述钢板中，控制加热温度与预热镀液的温度相同；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-45℃；
钢板的表面平均粗糙度为0.2μm。
对比例2
选取4mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.2％，Mn：4％，Si：0.7％，Cr：0.02％，B：0.003％，Al：0.07％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：6％，Al：3％，稀土元素：0.4％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0％，Ce的质量分数为0.2％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0.2％；
富铝相的当量直径为2μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为395℃；
加热所述钢板中，控制加热温度高于预热镀液的温度20℃，则加热温度为415℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-50℃；
钢板的表面平均粗糙度为0.3μm。
对比例3
选取6mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.11％，Mn：1.2％，Si：1.2％，Cr：0.2％，B：0.0003％，Al：1.2％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：2％，Al：7％，稀土元素：0.38％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0.3％，Ce的质量分数为0％，Er的质量分数为0.08％，Y的质量分数为0％；
富铝相的当量直径为3μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为395℃；
加热所述钢板中，控制加热温度高于预热镀液的温度25℃，则加热温度为420℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-30℃；
钢板的表面平均粗糙度为1.2μm。
对比例4
选取4mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.04％，Mn：0.2％，Si：0.3％，Cr：1.2％，B：0.0007％，Al：0.06％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：2％，Al：10％，稀土元素：0.0009％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0％，Ce的质量分数为0％，Er的质量分数为0.0002％，Y的质量分数为0.0007％；
富铝相的当量直径为12μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为490℃；
加热所述钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度40℃，则加热温度为450℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-30℃；
钢板的表面平均粗糙度为2.3μm。
对比例5
选取2mm钢板，钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.01％，Mn：0.1％，Si：0.1％，Cr：8％，B：0.008％，Al：0.8％；
镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：0％，Al：12％，稀土元素：0.7％，其余为Zn和不可避免的杂质；
稀土元素中，La的质量分数为0.4％，Ce的质量分数为0.3％，Er的质量分数为0％，Y的质量分数为0％；
富铝相的当量直径为3μm；
在制备方法中，预热镀液的温度为500℃；
加热所述钢板中，控制加热温度低于预热镀液的温度的30℃，则加热温度为470℃；
加热所述钢板中，漏点气氛温度为-20℃；
钢板的表面平均粗糙度为3.2μm。
相关实验：
将实施例1-7和对比例1-5制得的镀层钢板进行性能检测，测试结果如表1所示。
相关测试方法：
镀层耐蚀性测试方法为：采用中性盐雾腐蚀试验，测量锌铝镁镀层钢板在中性盐雾腐蚀试验环境下的镀层腐蚀失重速率，试验进行1000小时或者至表面出现红锈为止。
切口耐蚀性的测试方法为：采用中性盐雾腐蚀试验，裸露切口在中性盐雾试验箱中，切口位置与盐雾沉降方向相同，经过500小时中性盐雾试验后，测量切口处红锈的面积比例。
镀层厚度均匀性的测试方法为：采用扫描电镜进行分析，在5个视场中测量镀层厚度最大值和最小值，然后取最大值平均值和最小值的平均值，用最大值平均值与最小值平均值之差表示镀层厚度偏差。
镀层外观质量评价的评价标准为：
优秀：没有漏镀点，锌流纹肉眼不可见，没有点状缺陷；
良好：没有漏镀点，锌流纹肉眼可见，没有手感，没有点状缺陷；
合格：没有漏镀点，锌流纹有轻微手感，有少量点状缺陷，点状缺陷密度不超过1个/m2；
不合格：出现漏镀点，锌流纹有手感，点状缺陷密度超过1个/m2。
表1
表1中，
腐蚀失重速率是指镀层整体在中性盐雾腐蚀试验的抗腐蚀能力，腐蚀失重速率越低，说明镀层抗腐蚀能力越强；
红锈面积比例是指镀层钢板的切口位置在中性盐雾腐蚀试验中的切口抗腐蚀能力，红锈面积比例越低说明切口位置的抗腐蚀能力越强；
镀层厚度偏差是指镀层在热浸镀锌之后镀层的厚度均匀程度，镀层厚度偏差越小，说明镀层厚度越均匀。
从实施例1-7中数据可知：
当钢基体的化学成分的含量和镀层化学成分的含量相类似时，可以通过控制富铝相的当量直径和钢板的粗糙程度来调节镀层厚度的均匀程度，如实施例3和实施例4。
在钢基体的化学成分的含量和镀层化学成分的含量允许的情况下，加入的稀土元素种类越多，其红锈面积比例越低，说明多种稀土元素可以协同作用提高镀层钢板切口的抗腐蚀能力。
从对比例1-4中数据可知：
从对比例1的数据可知，若在镀层的化学成分中不使用稀土元素，镀层的整体抗腐蚀性和镀层钢板切口抗腐蚀性均较差，并且镀层的厚度也不均匀。
从对比例2和对比例4的数据可知，镀层中Mg和Al的含量将直接影响镀层厚度的均匀程度，并且对抗腐蚀性也有一定影响，而Al的含量超标的影响较Mg含量超标的影响大。
从对比例3的数据可知，当钢基体的化学成分的含量和镀层化学成分中非稀土元素的含量相类似时，稀土元素加入过量可以导致镀层厚度不均匀。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请实施例中，不同的钢基体化学成分的含量和不同镀层化学成分的含量都会导致镀层钢板具有不同的耐蚀性，并且通过控制热浸镀锌工艺的相关条件，可以对镀层钢板的耐腐蚀能力和镀层厚度均匀程度进行微调，因此可以根据镀层钢板实际的工作环境需要，搭配不同的钢基体化学成分的含量和不同镀层化学成分的含量，并采用不同热浸镀锌的工艺条件，得到所需的镀层钢板；
(2)本申请实施例提供的稀土元素的种类和含量数值，对镀层的厚度均程度、镀层整体的抗腐蚀性和镀层钢板切口的抗腐蚀性均有一定影响，可通过继续优化稀土元素的添加种类和添加量，对镀层的抗腐蚀性和镀层的厚度进行微调；
(3)本申请实施例提供的镀层钢板具有良好的表面质量和优异的耐腐蚀性，性能优于普通的锌铝镁镀层钢板；
(4)本申请实施例提供的钢基体的化学成分含量和镀层的化学成分含量，均可以整合到镀层钢板自动化生产线上，并且可以根据本申请实施例提供的制备方法设定热浸镀锌的工艺程序，可实现镀层厚度均匀和优异的耐腐蚀性的镀层钢板自动化生产。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种热浸镀锌镀层钢板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
获取含镀层化学成分的镀液；
加热所述镀液，得到预热镀液；
获取含钢基体化学成分的钢板；
加热所述钢板，后浸入所述预热镀液中，以使镀液覆盖在钢板上形成镀层，冷却后，得到所述热浸镀锌镀层钢板；
所述预热镀液的温度在400℃-480℃，控制加热温度比所述预热镀液的温度低10℃-20℃；
所述热浸镀锌镀层钢板包括钢基体和覆盖在所述钢基体上的镀层；
所述钢基体的化学成分以质量分数计包括：C：0.01%-0.2%，Mn：0.01%-2%，Si：0.01%-0.4%，Cr：0.02%-0.4%，B：0.0001%-0.001%，Al：0.03%-0.6%；
所述镀层的化学成分以质量分数计包括：Mg：1%-4%，Al：5%-8%，稀土元素≤1%，其余为Zn和不可避免的杂质；
所述镀层中形成有富铝相，所述富铝相的当量直径在10μm以下，所述钢基体的表面平均粗糙度为0.4μm-2μm；
所述稀土元素包括La、Ce、Er和Y中至少一种；
所述La的质量分数0.005%-0.1%，所述Ce的质量分数为0.001%-0.02%，所述Er的质量分数为0.001%-0.02%，所述Y的质量分数为0.005%-0.1%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热所述钢板中，控制漏点气氛温度低于-40℃。
3.根据权利要求1-2中任一项所述制备方法制备得到的热浸镀锌镀层钢板。
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