镀覆方法和镀锌方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种处理高强度钢的方法和装置，其包括用激光和/或等离子体照射AHSS的表面以除去AHSS表面的Si/Mn/Al基的氧化物，或使AHSS的表面改性，由此可进行后期处理工艺，例如镀锌工艺。为此，所述镀覆方法包括：加热高强度钢的加热步骤；用等离子体照射钢的表面的以除去在加热步骤中形成于高强度钢表面的Mn基氧化物、Al基氧化物和/或Si基氧化物的表面处理步骤；以及将经表面处理的高强度钢镀覆的镀覆步骤。
【专利说明】镀覆方法和镀锌方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于镀覆钢板的方法和采用所述方法的镀锌方法，更具体而言，涉及一种通过使用等离子体、或等离子体和激光来除去在退火过程中形成于高强度钢表面的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种的镀覆方法，以及采用所述镀覆方法的镀锌方法。
【背景技术】
[0002]近来已经开发了抗拉强度为490MPa或更高的先进高强度钢(AHSS)，其实例包括孪晶诱导塑性(TWIP)钢和相变诱导塑性(TRIP)钢。
[0003]然而，当此类AHSS退火时，其中所含的Si/Mn/Al可扩散至其表面以形成厚度为几十至几百纳米的Si/Mn/Al氧化物层。Si/Mn/Al氧化物可阻止在热浸镀锌过程中熔融锌附着于AHSS，从而引起镀覆缺陷。
[0004]图1和图2为TWIP钢的表面分析图和深度分布图。参照图1和图2，阻止锌附着的Mn氧化物和Al氧化物形成于TWIP钢的表面。
[0005]图3和图4为TRIP钢的表面分析图和深度分布图。参照图3和图4，Si氧化物和Mn氧化物形成于TRIP钢的表面。与TWIP钢类似，由于存在Si氧化物和Mn氧化物，TRIP钢也难以镀锌。
[0006]镀锌电化学地保护钢板。非镀锌钢具有较低程度的耐腐蚀性，因此难以使用非镀锌钢作为外框架用材料。甚至高强度钢例如TWIP钢和TRIP钢若未镀锌也难以用作外框架用材料。
[0007]因此，有必要开发从AHSS除去Si/Mn/Al氧化物的技术。对于从AHSS表面除去Si/Mn/Al氧化物或阻止AHSS表面形成Si/Mn/Al已有各种尝试，但迄今为止还没有任何结
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[0008]具体地，由于Si/Mn/Al氧化物膜以岛状物或网状物的形式形成于AHSS的表面，并且岛状物或网状物之间具有大量的结合强度，因此难以从AHSS除去这类Si/Mn/Al氧化物膜。
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]本发明的一个方面提供一种在用激光和等离子体中的至少一种照射高强度钢以除去其表面的Si/Mn/Al氧化物从而使高强度钢的表面改性或使高强度钢的表面适于后期处理如镀锌方法后，将高强度钢板如先进高强度钢(AHSS)镀覆的方法和装置。
[0011]本发明的另一个方面提供一种在从高强度钢的表面快速并有效地除去Si/Mn/Al氧化物或快速并有效地使高强度钢的`表面改性后将高强度钢如AHSS镀覆以使镀覆方法可连续进行的方法。
[0012]本发明的另一个方面提供一种可在退火过程后连续进行的镀覆方法和工艺。[0013]技术方案
[0014]为了上述目的，本发明提供一种镀覆方法和一种镀锌方法。
[0015]根据本发明的一个方面，提供了一种镀覆方法，其包括:加热高强度钢；用等离子体处理高强度钢的表面以除去在高强度钢加热过程中形成于高强度钢表面的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及将经表面处理的高强度钢镀覆。
[0016]所述高强度钢的表面处理可包括在200°C至900°C的温度下用等离子体照射高强度钢的表面。
[0017]所述高强度钢的表面处理可包括:在200°C至800°C的温度下、在氮气气氛中生成等离子体；以及为等离子体供应作为原料气的氮气。
[0018]所述高强度钢的表面处理可包括在使高强度钢带负电后用等离子体和等离子弧照射高强度钢。
[0019]所述高强度钢的表面处理可在隔离室中在将气体从隔离室移除以降低室内压力并由此增加等离子体的照射范围之后进行。
[0020]所述高强度钢的表面处理可包括用等离子体和波长为1064nm以下的CW(连续波)激光来照射高强度钢板。
[0021]所述激光可具有1mm以下的光斑大小，或所述激光可为宽度为1mm以下的激光束。
[0022]在所述高强度钢的表面处理中，激光和等离子体可指向相同的方位。
[0023]根据本发明的另一个方面，提供了通过所述镀覆方法镀锌的孪晶诱导塑性(TWIP)钢或相变诱导塑性(TRIP)钢。
[0024]根据本发明的另一个方面，提供一种镀锌方法，包括:退火装置；表面处理装置；以及接收来自表面处理装置的钢板并用锌镀覆钢板的镀覆装置，其中表面处理装置包括:一个室，其设置在退火装置后并被在200°C至800°C的温度下的作为气氛气体的氮气填充以除去退火过程中形成于钢板上的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及设置在室中的等离子体发生器，从而用等离子体照射钢板以除去至少一种氧化物。
[0025]所述室可包括气氛气体吸入部件，并且所述气氛气体吸入部件可连接至等离子体发生器的原料气供应部件，从而将所述气氛气体用作等离子体发生器的原料气。
[0026]阻塞部件可以将室密封并同时允许钢板移入和移出室，所述室可包括一个气氛气体吸入部件、一个气氛气体供给孔以及一个检测室内部压力的压力传感器，并且室内部压力可保持在低于大气压的水平。
[0027]所述阻塞部件可包括密封辊，其中所述密封辊和密封辊的轴可由导电材料制成，并且所述轴可接地至负极以使通过室的钢板接地至负极，其中等离子体发生器可与钢板用间隔分开，从而用等离子体和等离子弧照射钢板。
[0028]所述镀锌方法还可包括设置于等离子体发生器前方或后方的激光器以在钢板表面的方向上发射激光，其中所述激光器可为发射波长为1064nm以下的激光的CW激光器。
[0029]所述表面处理装置可设置于退火装置和镀覆装置之间的管嘴(snout)中。
[0030]有益效果
[0031]本发明提供一种通过在用激光和等离子体中的至少一种照射高强度钢以除去高强度钢表面的Si/Mn/Al氧化物从而使高强度钢的表面改性或使高强度钢的表面适于后期处理如镀锌方法后，将高强度钢板如先进高强度钢(AHSS)镀覆的方法和装置。[0032]本发明还提供一种在从高强度钢的表面快速并有效地除去Si/Mn/Al氧化物或快速并有效地使高强度钢的表面改性后将高强度钢如AHSS镀覆从而使镀覆方法可连续进行的方法。
[0033]本发明还提供可在退火工艺后连续进行的镀覆方法和工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1和图2为孪晶诱导塑性(TWIP)钢的表面分析图和深度分布图。
[0035]图3和图4为相变诱导塑性(TRIP)钢的表面分析图和深度分布图。[0036]图5为示例说明通过使用等离子体照射装置来除去高强度钢表面的氧化物膜的示例性表面处理装置的图。
[0037]图6和图7为在用与TWIP钢间隔3mm的350-W大气等离子体照射装置以等离子体照射TWIP钢I秒后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
[0038]图8为在用与TRIP钢间隔3mm的350-W大气等离子体照射装置以等离子体照射TRIP钢20秒后获得的TRIP钢的深度分布图。
[0039]图9和图10为示例说明配置有产生等离子体和等离子弧的示例性等离子体发生器的图。
[0040]图11和图12为用大气等离子体照射装置以等离子体和等离子弧照射TWIP钢后获得的TWIP钢的表面分析图和深度分布图。
[0041]图13和图14为用大气等离子体照射装置以等离子体和等离子弧照射TRIP钢后获得的TRIP钢的表面分析图和深度分布图。
[0042]图15为阐明用激光除去高强度钢的氧化物膜的表面处理装置的示意图。
[0043]图16和图17为用输出功率为25W的连续波(CW)激光器来照射TWIP钢后获得的TffIP钢的表面分析图和深度分布图。
[0044]图18为在大气气氛中用脉冲激光器照射的钢板的表面图像，并且图19为在氮气气氛中用脉冲激光器照射的钢板的表面图像。
[0045]图20为用于解释相关领域的镀锌工艺的示意图，并且图21为阐明根据本发明的一个实施方案的镀锌工艺的示意图。
[0046]图22为阐明本发明的实施方案的镀锌工艺中所用的密封辊的剖视图。
[0047]附图标记说明
【权利要求】
1.一种镀覆方法，包括: 加热高强度钢； 用等离子体处理高强度钢的表面以除去在高强度钢的加热过程中形成于高强度钢的表面的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及将经表面处理的高强度钢镀覆。
2.权利要求1的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括在200°C至900°C的温度下用等离子体照射高强度钢的表面。
3.权利要求1的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括: 在氮气气氛中照射温度为200°C至800°C的等离子体；以及 为等离子体供应作为原料气的氮气。
4.权利要求1的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括在使高强度钢带负电之后用等离子体和等离子弧照射高强度钢。
5.权利要求3的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理在隔离室中在移除隔离室中的气体以降低室内压力且由此增加等离子体照射范围之后进行。
6.权利要求4的镀覆方法，其中高强度钢的表面处理包括用等离子体和波长为1064nm以下的CW (连续波)激光照射高强度钢。
7.权利要求6的镀覆方 法，其中所述激光具有Imm以下的光斑大小，或所述激光为宽度为1mm以下的激光束。
8.权利要求7的镀覆方法，其中在高强度钢的表面处理中，激光和等离子体指向相同的照射位置。
9.通过权利要求1至8任一项的镀覆方法镀锌的孪晶诱导塑性(TWIP)钢或相变诱导塑性(TRIP)钢。
10.一种镀锌系统,包括: 退火装置； 表面处理装置；以及 接受来自表面处理装置的钢板并用锌镀覆钢板的镀覆装置， 其中所述表面处理装置包括: 一个室，其设置在退火装置后并填充200°C至800°C的温度的作为气氛气体的氮气以除去退火过程中形成于钢板上的Mn氧化物、Al氧化物和Si氧化物中的至少一种；以及设置在室中的等离子体发生器，从而用等离子体照射钢板以除去至少一种氧化物。
11.权利要求10的镀锌系统，其中所述室包括气氛气体吸入部件，并且所述气氛气体吸入部件连接至等离子体发生器的原料气供给孔，从而使用气氛气体作为等离子体发生器的原料气。
12.权利要求10的镀锌系统，还包括使室密封并同时允许钢板移入和移出室的阻塞部件， 所述室包括气氛气体吸入部件、气氛气体供给孔以及检测室内部压力的压力传感器，并且 室内部压力保持在低于大气压的水平。
13.权利要求12的镀锌系统，其中所述阻塞部件包括密封辊，其中所述密封辊和密封辊的轴由导电材料制成，并且所述轴接地至负极以使通过室的钢板接地至负极， 其中所述等离子体发生器与钢板以间隔分开以用等离子体和等离子弧照射钢板。
14.权利要求13的镀锌系统，还包括设置于等离子体发生器前方或后方的激光器，以在钢板表面的方向上发射激光， 其中所述激光器为发射波长为1064nm以下激光的CW激光器。
15.权利要求14的镀锌系统，其中所述表面处理装置设置于退火装置和镀覆装置之间的管嘴中。`
【文档编号】C23C2/06GK103517995SQ201180068529
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2011年12月27日 优先权日:2010年12月27日
【发明者】郑铉株, 朴鲁范, 权英燮, 许亨晙, 张真根 申请人:Posco公司