耐蚀性能高且可加工性能出色的电镀钢丝及其制造方法技术

本发明专利技术要提供这样一种具有高耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其中电镀钢丝的镀覆合金平均成分按重量百分比地含有：Ａｌ ４％－２０％，Ｍｇ０．８％－５％，并且如果需要的话，含有至少以下一种成分，即Ｓｉ≤２％、Ｎａ０．００１％－０．１％和Ｔｉ０．０１％－０．１％，以及余量为锌，一个厚度不超过２０微米的铁锌合金层位于镀层与金属母材界面上。通过作为第一阶段地用主要由锌构成的熔融锌镀层镀覆钢丝并接着作为第二阶段地用具有上述规定平均成分的熔融锌合金镀层镀覆钢丝而获得了所述电镀钢丝。最长电镀槽浸渍时间为２０秒并用氮气冲洗从电镀槽中拉出的电镀钢丝的部分。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示出高耐蚀性能的且适用于篾筐、鱼网等户外场所用品的电镀钢丝。这样的镀锌铝合金钢丝具有令人满意的耐蚀性能，不过，通过增加电镀层厚度的方法能够获得更强的耐蚀性能。一种保证规定的电镀层厚度的方法就是加快钢丝的输送速度(熔剂)以便从电镀槽中快速地拉出钢丝并通过增加热浸镀合金粘度来增大粘附于钢丝上的镀覆金属量。但是，在该方法中，高速输送会在垂直于电镀钢丝长度方向的横截面内产生不规则的电镀层厚度并因而限制了使用这样的电镀设备。结果，现有的电镀设备没有通过镀锌或热浸镀锌铝合金而产生足够高的耐蚀性能，这造成了这样的问题，即在目前希望电镀钢丝具有更长使用寿命的情况下，不能完全满足这样的希望。为了克服这个困难，日本未审查专利申请平10-226865提出了一种具有因在电镀槽中加镁而赋予的高强耐蚀性能的锌铝镁合金镀覆组合物，但是基于这种镀覆组合物的电镀方法表现为薄钢板的薄层，当将该方法用于一般用于篾筐等的厚电镀钢丝时，在加工电镀钢丝时，出现了电镀层开裂的问题。日本未审查专利申请平7-207421描述了其中形成较厚的锌铝镁合金电镀层的方法，但是当该方法直接被用于钢丝电镀时，铁锌合金层变厚，在加工电镀钢丝时，这导致了例如合金层开裂或剥落的问题。经过仔细而持续的研究，本专利技术人按照解决上述问题的方式完成了本专利技术，本专利技术的要点在于以下方面。(1)一种具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，镀覆合金的平均成分按重量百分比地含有Al4％-20％，Mg 0.8％-5％及余量为锌，一个厚度不超过20微米的铁锌合金层位于镀层与金属母材界面上。(2)如第(1)项所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，所述镀覆合金的平均成分还按重量百分比地包含了Si≤2％。(3)如第(1)项或第(2)项所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，所述镀覆合金的平均成分还按重量百分比地包含了Na0.001％-0.1％。(4)如第(1)-(3)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，所述镀覆合金的平均成分还按重量百分比地包含了Ti0.01％-0.1％。(5)如第(1)-(4)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，所述铁锌合金层含有Al≥4％，Mg≥1％。(6)如第(1)-(5)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，在所述铁锌合金层外侧的镀覆合金层组织含有主要由铝锌合金构成的α相、含锌单相或镁锌合金相的β相以及Zn/Al/Zn-Mg三元共晶相。(7)如第(1)-(6)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，在所述铁锌合金层外侧的镀覆合金层组织含有主要由铝锌合金构成的α相、含锌单相或镁锌合金相的β相以及Zn/Al/Zn-Mg三元共晶相，β相的体积分数不超过20％。(8)如第(1)-(5)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，在所述铁锌合金层外侧的镀覆合金层组织为枝晶组织。(9)如第(1)-(5)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，在所述铁锌合金层外侧的镀覆合金层组织为粒晶组织。(10)如第(1)-(9)项之一所述的具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特点在于，所述电镀钢丝的组成成分按重量百分比地含有C0.02％-0.25％，Si≤1％，Mn≤0.6％，P≤0.04％，S≤0.04％。(11)一种制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，所述电镀钢丝制造方法包括作为第一阶段地用主要由锌构成的熔融锌镀层镀覆钢丝，接着，作为第二阶段地用具有如第(1)-(4)项之一所规定的平均成分的熔融锌合金镀层镀覆钢丝。(12)如第(11)项所述的制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，作为第一阶段的熔融锌镀层是按重量百分比地含有Al≤3％和Mg≤0.5％的熔融锌镀层。(13)如第(11)或(12)项所述的制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，在作为第一步骤地用熔融锌镀层镀覆钢丝的步骤和在作为第二步骤地用熔融锌合金镀层镀覆钢丝的步骤中，用氮气冲洗从电镀槽中拉出的电镀钢丝的部分以防止电镀槽表面和电镀钢丝氧化。(14)如第(11)-(13)项之一所述的制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，熔融锌镀层作为第一阶段地以20秒的最长电镀槽浸渍时间进行镀覆，而熔融锌合金镀层作为第二阶段地以20秒的最长电镀槽浸渍时间进行镀覆。(15)如第(11)-(14)项之一所述的制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，在作为第一阶段地用熔融锌镀层进行镀覆的步骤和在作为第二阶段地用熔融锌合金镀层进行镀覆的步骤中，在电镀钢丝被从电镀合金液中拉出来后，立即用喷水、蒸汽或水流直接冷却钢丝以便硬化电镀合金。(16)如第(11)-(15)项之一所述的制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，在作为第一阶段地用熔融锌镀层进行镀覆的步骤和在作为第二阶段地用熔融锌合金镀层进行镀覆的步骤中，冷却电镀钢丝的初始冷却温度在该电镀合金熔点到高于该熔点20℃的范围内。(17)如第(11)-(16)项之一所述的制造具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝的方法，其特点在于，所述电镀钢丝的组成成分按重量百分比地含有C0.02％-0.25％，Si≤1％，Mn≤0.6％，P≤0.04％，S≤0.04％。图面简介附图说明图1是表示其中镁被加入锌-10％铝合金中时，镁添加量与在电镀槽表面上产生的熔渣量指数之间的关系的曲线图。图2是表示合金层厚度与卷绕实验中的裂纹数之间关系的曲线图，其中镀层合金为锌-10％铝-1％镁。图3是表示在隔绝和没有隔绝空气的卷绕实验中比较表面开裂(裂纹数)的曲线图，其中电镀钢丝具有锌-10％铝-3％镁电镀合金成分。图4是表示电镀槽浸渍时间与铁锌合金层厚度之间关系的曲线图。专利技术的最佳实施例首先，具体说明本专利技术的电镀钢丝。在本专利技术电镀钢丝中的电镀合金具有以下平均成分(按重量百分比)Al4％-20％，Mg0.8％-5％，余量为Zn。铝可提高耐蚀性能，但是当铝的添加量小于4％时，它没有产生效果并且不能获得在电镀槽中的镁的抗氧化效果。当铝的添加量超过20％时，所形成的电镀合金坚硬并且易碎，这使得完成加工成为不可能的事情。因此，铝在电镀合金中的含量为4％-20％。当电镀钢丝时，这个含量最好为9％-14％以便获得更大厚度。当铝含量在上述范围内时，可以获得稳定的电镀层。镁产生均匀的电镀腐蚀产物，而含镁的腐蚀产物起到了防止进一步腐蚀的作用。因此，镁的效果是提高镀层合金的耐蚀性能。但当其添加量小于0.8％时，不能获得提高的耐蚀性能。另一方面，如果其添加量超过5％，则电镀槽表面会遇到氧化问题并产生大量熔渣，因而妨碍了操作。图1是表示镁添加量与在电镀槽表面上产生的熔渣量指数之间的关系的曲线图，其中镁被加入锌-10％铝合金中。除了镁添加量外，其它条件都一样。当镁添加量超过5％时，产生了大量熔渣，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高强耐蚀性能和出色的可加工性能的电镀钢丝，其特征在于，镀覆合金的平均成分按重量百分比地含有：Ａｌ４％－２０％，Ｍｇ０．８％－５％及余量为锌，一个厚度不超过２０微米的铁锌合金层位于镀层与金属母材界面上。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉丸聪，田中晓，西田世纪，高桥彰，吉江淳彦，西村一实，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]