本發(fā)明涉及金屬表面處理，具體為一種提升熱浸鍍鋅鋁鎂板帶耐腐蝕性能的處理方法。

背景技術(shù)：

1、在金屬防護(hù)領(lǐng)域中，熱浸鍍鋅鋁鎂鋼板因鋅鋁鎂鍍層合金優(yōu)異的防腐性能、獨(dú)特的切口自修復(fù)性能、良好的可加工性等特性，已成為鋼材防腐領(lǐng)域中最為廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。

2、目前，已有多項(xiàng)研究報(bào)道來嘗試進(jìn)一步提高熱浸鍍鋅鋁鎂鍍層耐腐蝕性能，常見方法有通過摻雜合金元素、調(diào)節(jié)熱浸鍍溫度或者對其進(jìn)行熱處理等來調(diào)整和改變鍍層的微觀組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升其耐蝕性。比如prosek等人通過對zn-3wt.％al-2wt.％mg合金進(jìn)行熱處理，獲得了具有不同顯微組織的合金樣品(prosek?t,j,persson?d,fuertes?n,lindberg?f,o,taxén?c,j,thierry?d.effect?ofthemicrostructure?ofzn-al?and?zn-al-mg?model?alloys?on?corrosionstability.corrosion?science.2016sep?1；110:71-81)，基于腐蝕試驗(yàn)結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)合金中細(xì)小組織的形成有利于合金整體耐蝕性的提高。wint研究了通過提升冷卻速度速率使微觀組織細(xì)化對zn-2.7wt.％al-1.5wt.％mg鍍層微觀腐蝕行為的影響(wintn,cooze?n,searle?jr,sullivan?jh,williams?g,mcmurray?hn,luckeneder?g,riener?c.the?effectof?microstructural?refinement?on?the?localized?corrosion?of?model?zn-al-mgalloy?coatings?on?steel.journal?of?the?electrochemical?society.2019apr25；166(11):c3147)。他們發(fā)現(xiàn)，隨著冷卻速度從5℃/s提升至100℃/s，鍍層微觀組織細(xì)化，涂層上腐蝕的橫向擴(kuò)展速率增加，而腐蝕滲透速率降低。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)sn等元素(ding?c,ma?z,liu?s,et?al.research?on?design?and?microstructure?of?hot-dip?zn-al-mg/snalloy[j].materials?characterization,2022,185:111746-.)可以起到細(xì)化晶粒進(jìn)而增強(qiáng)涂層的耐腐蝕性，同時(shí)還可以改善腐蝕產(chǎn)物的組織均勻性和穩(wěn)定性進(jìn)而提高涂層的耐久性。

3、這些常規(guī)方法的不足之處在于一方面會增加生產(chǎn)流程工序和生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提升，同時(shí)也往往會導(dǎo)致鋼板鍍層硬度、耐磨性等力學(xué)性能的下降從而降低了鍍層的耐久性。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，基材表面粗糙度是另一個會影響到涂層組織結(jié)構(gòu)和性能的重要因素。如guo等人研究了基體粗糙度對熱障涂層耐腐蝕性能的影響，發(fā)現(xiàn)降低基板粗糙度有助于提高熱障涂層的耐腐蝕能力(guo?l,li?g,gan?z.effects?of?surfaceroughness?on?cmas?corrosion?behavior?for?thermal?barrier?coatingapplications.journal?ofadvanced?ceramics.2021jun；10:472-81)。yi研究了基體晶粒尺寸及表面粗糙度對ni79fe21沉積膜微觀組織及磁性能的影響，發(fā)現(xiàn)基底表面的粗糙度和均勻性對電鍍膜及其性能有很大影響(yi?jb,li?xp,ding?j,seet?hl.study?ofthe?grainsize,particle?size?and?roughness?of?substrate?in?relation?to?the?magneticproperties?of?electroplated?permalloy.journal?of?alloys?andcompounds.2007jan31；428(1-2):230-6)。amiriafshar等人首次研究了基材表面粗糙度對超疏水涂層的影響，研究結(jié)果表明基材表面粗糙度為4.62±0.15μm時(shí)，涂層在基底上的均勻性和粘附耐久性顯著提高(amiriafsharm,rafieazad?m,duanx,nasiri?a.fabricationand?coating?adhesion?study?of?superhydrophobic?stainless?steel?surfaces:theeffect?of?substrate?surface?roughness.surfaces?and?interfaces.2020sep?1；20:100526)。理論上而言，鋼基板表面粗糙度也將會對鋅鋁鎂鍍層的微觀組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到鍍層的耐腐蝕性。然而如何通過鋼基板粗糙度的調(diào)整來有效提升鋅鋁鎂鍍層的耐腐蝕性以及耐腐蝕性能得以提升的機(jī)理目前還未見嘗試和報(bào)道，為此本技術(shù)提出了一種通過調(diào)整鋼基板粗糙度進(jìn)而提升熱浸鍍鋅鋁鎂板帶耐腐蝕性能的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種提升熱浸鍍鋅鋁鎂板帶耐腐蝕性能的處理方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種提升熱浸鍍鋅鋁鎂板帶耐腐蝕性能的處理方法，包括如下步驟：

3、步驟s1、選用純度為99.95-99.99％的zn、al、mg、si金屬單質(zhì)為原料，按照質(zhì)量百分比al?5.0～19.0wt.％，mg?1.0～5.0wt.％，si?0.02～0.3wt.％，余量為zn，進(jìn)行稱量配比，置入電弧熔煉爐中熔煉，熔煉過程重復(fù)不少于5次，獲得熔融的鋅鋁鎂合金液；

4、步驟s2、使用目數(shù)為500至5000的砂紙對鋼基板表面的粗糙度進(jìn)行預(yù)處理，獲得具有不同表面粗糙度的鋼基板；

5、步驟s3、對預(yù)處理后的鋼基板進(jìn)行堿洗；

6、步驟s4、對堿洗后的鋼基板進(jìn)行退火處理；

7、步驟s5、將退火處理后的鋼基板浸入一定溫度的熔融鋅鋁鎂合金液中并保持一定時(shí)間；

8、步驟s6、熱浸鍍完成后，將鋼板從鋅鋁鎂合金液中取出，在鍍層空冷一定時(shí)間后，以固定的冷卻速度對鍍層進(jìn)行冷卻。

9、作為優(yōu)選的：所述步驟s1中的熱浸鍍合金成分是按照質(zhì)量百分比al5.0～19.0wt.％、mg?1.0～5.0wt.％、si?0.02～0.3wt.％、余量為zn，進(jìn)行稱量配比。

10、作為優(yōu)選的：所述步驟s2中使用砂紙的目數(shù)為500至5000，用砂紙對鋼基板表面進(jìn)行打磨，打磨過程中每次更換砂紙前，需要使用酒精擦拭樣品表面，清除其表面雜質(zhì)，更換砂紙時(shí)需調(diào)整打磨的方向?yàn)轫槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)90°或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，預(yù)處理后鋼基板表面粗糙度的范圍是3.00±0.05μm～0.5±0.05μm。

11、作為優(yōu)選的：所述步驟s3中堿洗溶液為氫氧化鈉(naoh)溶液，溶液濃度為20％。

12、作為優(yōu)選的：所述步驟s3中堿洗時(shí)間為60s，堿洗結(jié)束后用去離子水將鋼基板沖洗干凈，然后在烘箱中50℃烘干20min以保證表面水分完全揮發(fā)。

13、作為優(yōu)選的：所述步驟s4中對鋼基板進(jìn)行退火處理，退火溫度設(shè)定為550℃～650℃，持續(xù)時(shí)間為1～3h，退火過程中采用體積比為1:1的氫氣(h2)和一氧化碳(co)混合氣氛保護(hù)。

14、作為優(yōu)選的：所述步驟s5中所述的熱浸鍍溫度是400℃～500℃，熱浸鍍時(shí)間10s～30s。

15、作為優(yōu)選的：所述步驟s6中所述的空冷時(shí)間為10s，熱浸鍍工藝?yán)鋮s速率是5℃/s～25℃/s，在冷卻過程中必須通入氮?dú)?n2)為保護(hù)氣體。

16、本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果為：

17、(1)本發(fā)明所使用鋼基板通過退火，釋放冷加工后的鋼材內(nèi)部可能存在的殘余應(yīng)力，增加其延展性和可成型性，提升涂層質(zhì)量；

18、(2)熱浸鍍溫度是400℃-500℃，該溫度范圍下鋅液具有適宜的流動性，能促進(jìn)zn與al、mg元素充分混合，同時(shí)此溫度區(qū)間可避免基材過度氧化，保證鍍層與基材的良好結(jié)合；

19、(3)熱浸鍍時(shí)間10s～30s，可有效促進(jìn)合金元素的擴(kuò)散反應(yīng)，形成致密、均勻的微觀組織結(jié)構(gòu)，提高鍍層的耐腐蝕性能；

20、(4)通過改變鋼基板表面粗糙度，有效地增加鍍層中的三元共晶組織，且鍍層表面的晶粒取向改變，使得鍍層的耐腐蝕性能提升；

21、(5)本發(fā)明方法生產(chǎn)的合金鍍層耐腐蝕性能穩(wěn)定提升，且本發(fā)明的方法操作簡便。