Fe系电镀钢板及合金化镀锌钢板

一、技术领域 本发明涉及Fe系电镀钢板及合金化镀锌钢板，以及它们的制造方法。

二、背景技术

高强度化钢板开发背景 随着汽车轻量化的需求增加，需要开发具有高强度和良好成形性的钢板。

Si在钢板中的应用 Si可方钉文库提高钢板的强度，但过量添加会降低成形性，同时在热处理时会在钢板表面形成氧化物，影响后续的化成处理性和镀锌外观。

Fe系电镀技术 为了防止钢板表面形成氧化物，可以在热处理前进行Fe系电镀。

现有技术存在的问方钉文库题 现有技术获得的镀锌钢板在抗应力腐蚀开裂性能方面存在不足。

问题表现为：

1、内部氧化物层过厚：采用现有技术获得的镀锌钢板，内部氧化物层厚度超过2.0μm，不利于抑制锌液在钢板晶粒界的渗透，从而影响抗应方钉文库力腐蚀开裂性能。

2、界面处Si浓度过高：在合金化镀锌钢板的合金化镀锌层与冷轧钢板界面处，Si浓度过高，导致合金化镀锌层与冷轧钢板界面处的氧化产物增加，不利于抑制锌液在钢板晶粒界的渗透。

3、表面C含量过方钉文库高：镀锌钢板表面10μm以上20μm以下区域的C含量过高，会形成脆硬的表面层，不利于抵抗电镀时的残余应力。

4、晶粒边界氧化产物过多：在镀锌钢板的晶粒边界处存在过多的氧化产物，这不利于抑制锌液在钢板晶粒方钉文库界的渗透。

5、脱炭层过薄：镀锌钢板的脱炭层过薄，不利于通过脱炭层软化来抑制电镀时的残余应力。

6、晶粒边界数量不足：镀锌层晶粒边界数量不足，不利于通过晶粒边界来分散锌液的渗透路径。

三、发明目的 本发明的方钉文库目的是提供一种Fe系电镀钢板，不仅具有优异的化成处理性或镀锌外观，还具有良好的抗应力腐蚀开裂性能。

四、技术方案

Fe系电镀钢板的成分及制造方法 采用含Si 0.1-3.0%的冷轧钢板，经Fe系电镀形成1方钉文库.0g/m2以上的电镀层，并进行特定条件的热处理。

Fe系电镀前需要进行的处理包括以下步骤：

1、脱脂处理：使用碱性溶液对钢板表面进行脱脂处理，以去除油污等污染物，确保表面清洁。

2、水洗：在脱脂后进行水洗方钉文库，以去除残留的脱脂剂。

3、酸洗处理：采用硫酸、盐酸等对钢板进行酸洗，以去除氧化皮，获得活性表面。

4、水洗：在酸洗后进行水洗，以去除残留的酸液。

5、电镀处理：在表面清洁、活化的钢板上进行电镀，形成Fe系方钉文库电镀层。

6、水洗：在电镀后进行水洗，以去除残留的电镀液。

Fe系电镀钢板的热处理工艺主要包括以下步骤：

1、热处理前加热：在400-650°C的温度范围内，以平均升温速率10°C/s以上进行加热，以抑制镀方钉文库层晶粒的生长。

2、热处理：在650-900°C的温度范围内，进行热处理，保持时间在30秒以上600秒以下，以实现钢板组织再结晶和脱炭。

3、热处理气氛：采用含H2的还原性气氛，H2浓度在1.0-30.0方钉文库%范围内，其余为N2和不可避免的杂质气体，以防止钢板表面氧化。

4、露点温度控制：根据镀层的附着量A和露点温度B的关系，满足一定条件以保证良好的抗应力腐蚀开裂性能。

5、冷却：热处理后进行冷却。

合金化镀锌方钉文库钢板的成分及制造方法 在Fe系电镀钢板的基础上进行镀锌和合金化热处理。

关键参数：

1、溶融锌镀层附着量：通常控制在25-80 g/m2范围内。

2、合金化处理温度：通常在460-600°C范围内，以确保合方钉文库金化反应充分进行。

3、合金化时间：根据具体要求进行调整，以控制合金化溶融锌镀层中的Fe含量在7%-15%范围内。

4、合金化气氛：通常采用还原性气氛，如氢气气氛，以防止合金化溶融锌镀层的氧化。

5、冷却方方钉文库式：合金化处理后需要快速冷却，以防止合金化溶融锌镀层的粗化。

五、具体实施方式 提供了多个实施例，详细阐述了不同成分的冷轧钢板经Fe系电镀和热处理得到的Fe系电镀钢板和合金化镀锌钢板的性能。

实施例1的成方钉文库分组成

元素 质量百分比(%)

C 0.08以下

Si 0.1-3.0

Mn 1.0-12.0

P 0.1以下

S 0.03以下

N 0.01以下

Al 1.0以下

实施例1的电镀条件

温度 50°C

pH 2.0

电流密度方钉文库 45 A/dm²

电解液 含1.5 mol/L Fe²⁺的硫酸浴

阳极 氧化铱电极

实施例1的Fe系电镀层附着量

编号 A(g/m²)

No.1 2.0

No.2 3.5

No.3 4.2

实施例1的热处理条件

平均方钉文库升温速率 10-15°C/s

露点B(°C) -1.3、+4.7、+9.8

最高温度 800°C

实施例1的溶融锌镀层

编号 附着量(g/m²) Fe质量百分比(%)

No.1 50 7

No.2 50 9

No.方钉文库3 50 15

实施例1的合金化处理

编号 温度(°C) 时间(s)

No.1 510 300

No.2 510 600

No.3 510 1200

实施例1的性能检测指标及具体检测结果如下：

性能检测指标：

外观评方钉文库价：评价合金化镀锌层的外观，包括是否有不镀、外观麻点等缺陷。

抗应力腐蚀开裂性能：通过模拟焊接过程，检测合金化镀锌钢板在焊接过程中是否出现裂纹。

内部氧化层厚度：通过化学分析方法检测Fe系电镀层与冷轧钢板方钉文库界面处的内部氧化层厚度。

C浓度平均值：通过电子探针微区分析仪(EPMA)检测Fe系电镀层表面10-20μm范围内C的平均浓度。

脱炭层厚度：通过EPMA检测合金化镀锌层与冷轧钢板界面处的脱炭层厚度。

晶界方钉文库数量：通过扫描离子显微镜(SIM)观察冷轧钢板与Fe系电镀层界面处的晶界数量。

具体检测结果：

外观评价：实施例1的合金化镀锌层外观良好，无外观缺陷。

抗应力腐蚀开裂性能：实施例1的合金化镀锌钢板在焊接过程方钉文库中未出现裂纹，具有优异的抗应力腐蚀开裂性能。

内部氧化层厚度：实施例1的内部氧化层厚度在2.0μm以下。

C浓度平均值：实施例1的C浓度平均值在0.1%以下。

脱炭层厚度：实施例1的脱炭层厚度在80μm以上方钉文库。

晶界数量：实施例1的晶界数量在冷轧钢板界面处为20个/10μm以上。

六、附图及说明。

图1：展示了实施例1中合金化镀锌钢板( GA) 的Fe系电镀层附着量A和热处理露点B与抗应力腐蚀开裂性能的关系。结方钉文库果表明，随着A和B的增加，抗应力腐蚀开裂性能得到改善。

图2：展示了实施例1中未合金化镀锌钢板( GI) 的Fe系电镀层附着量A和热处理露点B与抗应力腐蚀开裂性能的关系。与GA类似，随着A和B的增加，抗方钉文库应力腐蚀开裂性能得到改善。

图3：展示了实施例1中未镀锌的Fe系电镀钢板( CR) 的Fe系电镀层附着量A和热处理露点B与抗应力腐蚀开裂性能的关系。与GA和GI类似，随着A和B的增加，抗应力腐蚀开裂性能方钉文库得到改善。

图4：展示了抗应力腐蚀开裂性能的检测方法，包括焊接试样的制备和焊接后的断面观察。

5 – 表示试验用合金化溶融锌镀钢板 6 – 表示试验片 7 – 表示间隔板 8 – 表示固定台 9 – 表示方钉文库电极 10 – 表示焊缝 11 – 表示裂纹

图5：展示了未镀锌Fe系电镀钢板( CR) 的Si发光强度分布曲线，用于确定内部氧化层的厚度。

图6：展示了观察冷轧钢板与Fe系电镀层界面晶界数量的方法，包括方钉文库制备观察样品和晶界观察位置。

2 – 表示冷轧钢板 3 – 表示Fe系电镀层

图7：展示了扫描离子显微镜( SIM) 观察到的冷轧钢板与Fe系电镀层界面处的晶界图像。

图9：展示了合金化镀锌钢板( GA) 方钉文库的Si和Zn发光强度分布曲线，用于确定合金化镀锌层与冷轧钢板的界面位置。

图10A：展示了未镀锌Fe系电镀钢板( CR) 的C浓度分布曲线。

图10B：展示了图10A曲线的平滑处理结果。

图11A：展示了合方钉文库金化镀锌钢板( GA) 的C浓度分布曲线。

图11B：展示了图11A曲线的平滑处理结果。

八、资料来源：ＪＦＥスチール株式会社 特開2023-54818。