一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及钢板防腐技术领域，尤其涉及一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板及其制造方法。

背景技术

目前热浸镀钢板已广泛应用于各个领域，主流产品包括热镀锌钢板、热镀锌铝镁钢板、热镀铝锌镁钢板、热镀铝硅钢板等，但热浸镀钢板的镀层表面在运输、表面加工时容易发生微腐蚀，导致出现腐蚀斑点或大面积色变，且裸露的镀层往往因摩擦系数较大，在加工过程中容易造成划伤、摩擦黑变、脱粉等缺陷。

为了更好的保护热浸镀层，热镀产线一般设有辊涂机组，主要是根据产品使用情况在热镀后的钢板表面涂覆各种钝化膜。钝化膜一般分为无机钝化膜、有机钝化膜或反应型钝化膜、涂覆型钝化膜等。

随着相关技术的发展，钝化膜的种类也日趋增多，有润滑性的、高耐蚀性的、耐指纹性的、超导性的等等。普遍来说，反应型钝化膜的耐蚀性能较强，主要是通过钝化液与基板的热镀层发生微反应，形成类似铬酸盐的物质，该膜层极其致密，能够有效阻挡腐蚀介质的入侵，且具有一定的自修复功能，能够在一定程度上弥补细小划伤带来的暴露问题。缺点是反应后的钝化表面易发黑变色，尤其在生产厚规格板料时，因板带速度较慢、板温较高，钝化液和镀层之间反应剧烈且充分，造成表面容易出现山水画的形貌，严重影响表面质量。反应型钝化液往往需要铬元素的参与，当膜层较厚时也带来一定的环保问题。涂覆型钝化液与基板反应较弱，且均采用无铬的环保型配方，但由于镀层钢板经过光整后在表面会形成无数的微小凹凸，在凹陷区钝化液填充充分，但在凸起区膜层很薄，难以有效阻止腐蚀介质的入侵，因此涂覆型钝化膜的耐蚀性往往低于反应型钝化膜。

目前热浸镀钢板的钝化工艺基本采用单一型钝化，一条产线通常只设一组辊涂装备，而这种装备设置形式也反过来限定了钢板钝化工艺通常只能选择一种钝化方式，只能通过调整钝化工艺参数来控制钝化膜的厚度及均匀度，无法实现钝化膜的多样化。

发明内容

本发明提供了一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板及其制造方法，通过对现有单辊单涂产线进行改进，建立双辊涂双烘烤钝化产线，实现含铬与无铬复合钝化工艺，利用内层含铬钝化膜的高耐蚀性、自修复性以及外层无铬钝化膜的环保性、添平性、美观性，大大提高了热浸镀钢板的表面耐蚀性、环保性及使用性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板，包括由基板及热浸镀层组成的热浸镀钢板；还包括复合钝化膜；所述复合钝化膜由依次设置于基板热浸镀层外侧的含铬钝化膜及无铬钝化膜组成。

一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板的制造方法，包括如下步骤：

1)在热浸镀产线的光整机组后设置2组辊涂机组及2组烘干机组，包括依次设置的辊涂机组一、烘干机组一、辊涂机组二及烘干机组二；

2)热浸镀钢板经辊涂机组一辊涂含铬钝化液，并由烘干机组一进行烘干；

3)涂覆含铬钝化层的热浸镀钢板再经辊涂机组二辊涂无铬钝化液，并由烘干机组二进行烘干；得到具有复合钝化膜的热浸镀钢板。

进一步的，所述步骤2)中，含铬钝化液的组分按体积百分比计包括：CrO

进一步的，所述步骤2)中，辊涂含铬钝化液后形成的含铬钝化膜厚度为0.3～0.8mg/m

进一步的，所述步骤2)中，热浸镀钢板经烘干机组一烘烤时的板温大于85℃。

进一步的，所述步骤3)中，无铬钝化液的组分按体积百分比包括：聚氨酯高分子乳液30％～40％、乳化蜡2.5％～4.5％、磷酸二氢锌2％～4％、氟钛酸1.0％～2％、硅烷偶联剂0.5％～1％、氨水0.5％～1.5％，余量为纯水。

进一步的，所述步骤3)中，辊涂无铬钝化液前，含铬钝化膜的含水量小于95wt％。

进一步的，所述步骤3)中，辊涂无铬钝化液后形成的无铬钝化膜厚度为0.6～1.5mg/m

进一步的，所述步骤3)中，热浸镀钢板经烘干机组二烘烤时的板温大于80℃。

进一步的，所述步骤3)中，热浸镀钢板表面复合钝化膜的厚度为0.9～2.3mg/m

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过对现有单辊单涂产线进行改进，建立双辊涂双烘烤钝化产线，实现含铬与无铬复合钝化工艺，利用内层含铬钝化膜的高耐蚀性、自修复性以及外层无铬钝化膜的环保性、添平性、美观性，大大提高了热浸镀钢板的表面耐蚀性及使用性能；

2)以热镀锌钢板为例，复合钝化后，盐雾试验中耐白锈能力超过200h。

附图说明

图1是本发明所述含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板的结构示意图。

图2是本发明所述2组辊涂机组及2组烘干机组的设置示意图。

图中：11.基板 12.热浸镀层 13.含铬钝化膜 14.无铬钝化膜 2.辊涂机组一3.烘干机组一 4.辊涂机组二 5.烘干机组二 6.热浸镀钢板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板，包括由基板11及热浸镀层12组成的热浸镀钢板；还包括复合钝化膜；所述复合钝化膜由依次设置于基板11热浸镀层12外侧的含铬钝化膜13及无铬钝化膜14组成。

本发明所述一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板的制造方法，包括如下步骤：

1)如图2所示，在热浸镀产线的光整机组后设置2组辊涂机组及2组烘干机组，包括依次设置的辊涂机组一2、烘干机组一3、辊涂机组二4及烘干机组二5；

2)热浸镀钢板6经辊涂机组一2辊涂含铬钝化液，并由烘干机组一3进行烘干；

3)涂覆含铬钝化层的热浸镀钢板6再经辊涂机组二4辊涂无铬钝化液，并由烘干机组二5进行烘干；得到具有复合钝化膜的热浸镀钢板。

进一步的，所述步骤2)中，含铬钝化液的组分按体积百分比计包括：CrO

进一步的，所述步骤2)中，辊涂含铬钝化液后形成的含铬钝化膜13厚度为0.3～0.8mg/m

进一步的，所述步骤2)中，热浸镀钢板6经烘干机组一烘烤时的板温大于85℃。

进一步的，所述步骤3)中，无铬钝化液的组分按体积百分比包括：聚氨酯高分子乳液30％～40％、乳化蜡2.5％～4.5％、磷酸二氢锌2％～4％、氟钛酸1.0％～2％、硅烷偶联剂0.5％～1％、氨水0.5％～1.5％，余量为纯水。

进一步的，所述步骤3)中，辊涂无铬钝化液前，含铬钝化膜13的含水量小于95wt％。

进一步的，所述步骤3)中，辊涂无铬钝化液后形成的无铬钝化膜14厚度为0.6～1.5mg/m

进一步的，所述步骤3)中，热浸镀钢板6经烘干机组二5烘烤时的板温大于80℃。

进一步的，所述步骤3)中，热浸镀钢板6表面复合钝化膜的厚度为0.9～2.3mg/m

具有单一钝化膜的热浸镀钢板的生产过程一般包括如下工序：酸洗冷连轧-开卷机开卷-直头机矫直-清洗-退火炉热处理-热浸镀-气刀-镀后冷却-光整及拉矫-辊涂-后处理塔处理-卷曲-成品。本发明对上述热浸镀钢板生产线进行改进，通过增设一套辊涂设备(包括烘干)，生产出具有由含铬钝化膜和无铬环保钝化膜组成的复合钝化膜的热浸镀钢板。

本发明所述一种含铬与无铬复合钝化热浸镀钢板的制造过程中，各工艺参数设定理由如下：

1)含铬钝化膜的厚度；含铬钝化液会与基板发生微侵蚀反应，过厚的含铬钝化膜会使反应剧烈，导致基板的板面发黑甚至出现山水画样的不良形貌，因此含铬钝化膜不能太厚；但含铬钝化膜如果太薄则无法有效填充光整工序留下的凹坑；因此本发明将含铬钝化膜的厚度控制在0.3～0.8mg/m

2)无铬钝化膜的厚度；无铬钝化膜的作用主要是进一步对基板起到防护作用，并能使表面填平，改善光泽度；结合辊涂工艺的特点，本发明将无铬钝化膜的厚度控制在0.6～1.5mg/m

3)烘干机组一的烘干温度；进行无铬钝化的二次钝化前，要保证一次钝化后形成的含铬钝化膜中含水量小于95wt％，因此一次钝化后的烘干温度要尽可能高，本发明控制在85℃以上。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

【实施例】

本实施例中，原热浸镀钢板的生产线设有一组辊涂机组和一组烘干机组，现增设辊涂机组和烘干机组各一套，即将热浸镀钢板生产线改造为具有双辊涂机组、双烘干机组，能够实现含铬钝化和无铬钝化复合钝化的生产线。

本实施例中，所生产的热浸镀钢板为热镀锌钢板，表1为含铬钝化液的成分，表2为无铬钝化液的成分。

表1含铬钝化液成分(vol％)

表2无铬钝化液成分(vol％)

表3为含铬钝化和无铬钝化时的钝化膜厚度和烘干温度。

表3钝化膜厚度和烘干温度

表4是复合钝化膜的总厚度及耐白锈时间，盐雾试验执行GT10125标准。

表4复合钝化膜的总厚度及耐白锈时间

由表4可见，复合钝化后的热浸镀锌板经盐雾试验，耐白锈能力均大于200小时。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。