宝钢热镀锌基本原理和热镀锌钢板生产技术.ppt

热镀锌基本原理和热镀锌钢板生产技术 宝 钢 技 术 中心 汽车钢板研究所 2003年6月 目 录 ?一 、概论 1.1锌镀层的基本性能 1.2现代热镀锌生产线和生产技术 1.3热镀锌技术的继续发展 二、热镀锌基本原理回顾 2.1热镀锌原理 2.2热镀锌合金化处理 2.3合金化镀层的剥落和粉化 2.4合金化热镀锌钢板使用性能 2.5合金化镀层的最佳组织 ?三、热镀锌钢板研究热点 3.1高强度热镀锌钢板的研究 ?3.2提高热镀锌钢板的质量 ?3.4新工艺新镀层的探索 一、概 述 1.1锌镀层的基本性能 镀锌钢板是钢和锌复合形成的材料。镀锌钢板把两种材料的优点结合在一起，复合后形成的材料有基板钢的强度和塑性，又有耐腐蚀的镀层，在建筑、家电和汽车等工业领域有广泛的用途。这种材料的组合，体现了人类的创造性。 锌镀层保护钢板的机理 1、物理作用：锌镀层在钢板的表面，阻断了钢板与外面腐蚀介质的接触，使钢板免除腐蚀介质的腐蚀作用。 2、电化学作用：当镀锌钢板基板和锌镀层同时暴露在腐蚀介质环境中时（如镀锌层划伤和切口处），由于锌的电极电位（-0.726V）低于铁的电极电位（-0.44V），锌呈阳极而钢为阴极，因此锌优先腐蚀而保护了基板，这称为锌的牺牲阳极保护作用。 镀层的厚度要达到一定的数值时，才能对镀锌钢板的切口有足够的保护作用。镀层单位面积的重量（g/m2/side）除以基板的厚度（mm）称为锌比指数,锌比指数大于70的热镀锌钢板，它的切口才能得到有效的保护。 在大气中，锌的抗腐蚀能力比钢铁强得多，通常条件下锌的抗腐蚀能力是钢铁的25倍。 热镀和电镀是钢板镀锌的两种主要的工艺 钢和锌的熔点相差大，纯铁的熔点是1534℃，而锌的熔点只有419℃，因此热浸镀方法适合钢板镀锌。 电镀锌用的电镀液组成比较简单稳定，电镀效率高，在95％以上。 1.2现代热镀锌生产线和生产技术 ① 入口段 ?l?????钢板清洗技术 ②退火段 l?????高精度钢板温度控制技术： ―高精度测温计 ―高精度控制系统 l???? 炉内稳定操作技术 ―防止金属粘辊 ―防止热瓢曲 ③锌锅段 l???? 锌锅沉没辊的长寿技术 l??????镀层厚度均匀技术 l????? 锌液成分稳定技术 l??????锌渣缺陷防止技术 ④合金化炉段 高精度合金化控制技术 l?? 高精度测温技术 l?? Zn-Fe相探测器 l?? Zn-Fe相探测系统 ⑤电镀段 l? 电镀技术 ⑥出口段 l?? 在线精整 l???在线缺陷检测 产品达到较高的水平 1、产品的品种满足各工业部门的需求 按镀层种类:GA和GI、预磷化板等 按强度：一般冲压级、深冲级和超深冲级热镀锌钢板，有各种强度级别钢为基板的结构和冲压用的高强度热镀锌钢板。 2、表面质量可以和电镀锌钢板媲美 使用技术研究的任务： ①为用户提供技术支持，推广使用和正确使用镀锌钢板； ②发生质量问题时，能分析出是镀锌钢板质量问题，还是后续加工处理问题，明确解决问题的方向； ③为钢厂产品的改进提供信息。 2.1热镀锌原理 2.1.1热镀锌的初期阶段－阻挡层的形成 锌液中的Al： GA0.13-0.14%，GI 0.18-0.20％。 不管GA还是GI，都在钢板表面生成富Al的化合物层。 合金层的生成过程有两种观点： 1、钢板进入锌锅，由于Al和Fe的亲和力强，在钢板表面生成Fe2Al5阻挡层。Fe-Zn化合物的形成机理是： ①阻挡层没有显著降低Fe和Zn的互扩散，Fe-Zn在阻挡层在上面成核长大； ②Fe-Zn在阻挡层的不连续处成核，并横向生长到阻挡层上面； ③在钢板接触锌液的最初阶段，Fe快速溶解到钢板表面附近的锌液里，造成这部分锌液Fe过饱和，待阻挡层生成后，Fe-Zn析出或在冷却过程中沉淀出来。 2、认为Γ、ζ、δ1和Fe2Al5同时在钢板表面生成，然后这些Fe-Zn化合物与钢板接触的部分于Fe的扩散转变成Γ相，再通过Al的扩散生成Fe2Al5（Γ＋Al→Fe2Al5＋Zn）。在这个反应中排斥出来的Zn一部分扩散到基板中，一部分扩散到Fe2Al5/Fe-Zn界面，并以液态形式，当达到一定的数量时，Fe2Al5和Fe-Zn从界面分开，这就解释了为什么在阻挡层外面还有Fe-Zn化合物的原因。 阻挡层的组成和形成过程 阻挡层主要是Fe2Al5，但是也检测到少量的FeAl3 关于Fe2Al5的形成过程有两个解释： ①Fe2Al5在钢板表面成核并向锌液生长，然后FeAl3在Fe2Al5表面成核并生长； ②FeAl3首先在钢板表面成核并向锌液生长，然后Fe2Al5在FeAl3/Fe界面成核，并以固态扩散消耗FeAl3生长。从阻挡层的形态上看