普碳钢镀锌
钢带连续热镀锌大都采用普通低碳钢,其碳含量为0.10%~0.20%,其镀锌特征基本和工业纯铁的情况很相似在普通低碳钢作为基板进行热镀锌时,其成分中影响较大的元素是碳和硅一般而言,钢中碳含量愈高,锌铁反应就愈加强烈,铁损就愈大,而且生成的合金镀层也愈厚,使得镀层变脆,塑性变坏,镀层结合力很差。另外钢中碳含量过高也会影响镀层的表面质量,常常出现漏镀铁点,而且也易形成锌普通沸腾低碳钢中含有不**过0.07%的硅,适宜于钢带连续热镀锌。当采用含硅量达0.40%的镇静钢进行热镀锌时,过高的硅含量会加速铁的溶解速度形成的镀层也随之大幅增厚,出现所谓的圣德林(Sandelin)现象,。镀层结构也将变得疏松,表面变得粗糙,易剥落。[16用于热镀锌的普通低碳钢长期以来都是冷轧卷带,随着热轧技术的进步,173热轧钢带变得很薄,并且其精度和表面质量得以提高,从20世纪80年代开始,热轧钢带热镀锌得到快速发展,D18热轧钢板镀锌产品一般基板(1~6mm)较厚镀层也较厚(较高双面可达1000g/m2),主要用于制造各类结构件以替代结构件批量热镀锌,还可部分地替代冷轧钢板镀锌制品
在20世纪50~60年代,美国、日本、英国、德国、法国、加拿大等国家相继生产出镀铝钢板,随着汽车工业的发展,热镀铝钢板被大量作为汽车排气系统用材。热镀铝钢材不仅耐大气腐蚀性能优异(特别是工业大气和海洋性大气),而且还具有较好的耐热性。20世纪70年代初美国伯利恒钢铁公司发明了商品名为Galvalume的55%Al-43.4%Zn-1.6%Si的合金镀层材料,即锌铝合金镀层,其耐蚀性能优于纯锌镀层,并取得了较快的发展,其中55%Al-Zn-Si合金镀层(Galvalume)的耐蚀性能约为传统热镀锌镀层的2~6倍,被广泛用于钢带连续热镀生产中,具有很好的发展空间。20世纪80年代国际铅锌研究组织(ILZRO)资助比利时列日冶金研究中心(CMM,开发出商品名为Galfan的Zn5%AHRe合金镀层材料,其耐蚀性是传统纯锌镀层的2~3倍,被广泛用于钢带和钢丝连续热镀生产中20世纪60年代加拿大率先开展了含硅活性钢热镀锌研究;20世纪80年代,欧洲、北美和澳大利亚等国家和地区迅速推广热镀锌镍合金工艺,其工艺名称为Technigalva,在此基础上,目前又开发出热镀Zn-Ni-SnS合金工艺,这些ZnN合金工艺有效地抑制了含硅钢热镀锌时的圣德林(Sandelin)效应,为近代发展起来的连铸填静解或半镇静钢热键锌创造了广国的前景外,20世纪90年代,日本新日铁公司开发的Zm0.5%Mg键层(Dym2)和日本新钢公司开发的5%A13%Mg镀层(2AM)均具有比传统热键锌键层好得多的耐性能,特别是后者的实验室循环腐烛试验的耐烛性比传统热键锌层的耐蚀性高出15倍以上,被称为继*三代高耐蚀铵层galvalume和Gaan以后的*四代高耐蚀键层材料。2012000年日本新日铁公司开发出了z10%A112%Mg2%~4%Mg<1%Si高耐烛合全镀层钢板(SuperDyma),该合金键层的耐烛性能是普通热锌镀层钢板的15倍以上,是Galfan镀层钢板的5~8倍.DU它的切口耐蚀性能还优于Galvalume层钢板。且该热镀合金层钢板还具有优良的成型性能和耐损伤性能,可以替代不锈钢和铝板使用。fZn45%a1-0.1%Mg.zn-0.5%Mg.Zn15%a1-0.5%Sn,zr-al-pb,Zs0.1%B等合金也获得一定应用。热镀合金镀层的开发在20世纪后半期取得了**的重大进展20世纪60年代,随着汽车工业的快速发展,汽车面板冲压成型的连续化和高速化,要求提供成型稳定性高和加工性优异的钢板,因此对热镀钢板提出了较为严奇的性能要求。从20世纪60年代开始,开发了具有附着性、耐蚀性、加工性优良的小锌花、无锌花热镀锌层钢板;从20世纪后期开始,开发了强度为590MPa的双相钢和高强低合全钢热镀锌材料,以及强度为780MPa、980MPa的合金化热键锌材料;从20世纪90年代开始,国外新建热镀锌生产线大量采用具有高密度电解脱脂技术的美钢联法热镀锌工艺,同时采用全辐射管加热取代明火加热并保证退火炉的无氧化气氢以保证钢带的表面质量,用新型气刀严格控制锌层厚皮和均匀度,用陶瓷内村取代铁质锌锅,有效降低锌锅中的锌渣量,从而进一步提高热镀锌表面质量进入20世纪90年代,为了遏制**交吸,减少汽车的二氧化碳排放,同时还要提高乘坐人员和行人在汽车发生碰撞时的安全性。汽车趋于轻型化,汽车钢板开始向高强度发展,在此形势下,开发高强度汽车钢板成为**钢铁工业面临的重要课题。为此,需要开发适用于此目的的高强度**深冲热镀锌合金化钢板。12目前用于高强度**深冲热镀锌合金化钢板的基板主要有以下三种强化型钢板:①固溶强化型钢板(IF钢);②烘烤强化型钢板(BH钢);③组织强化型钢板(DP、TRIP和TwIP钢)等
在20世纪70年代以后,世界上钢板的热镀锌几乎全部采用连续热镀锌工艺。湿法溶剂法是涂覆在钢材表面的水溶液溶剂不经烘干而直接浸入熔融锌锅进行热镀。湿法熔剂法热键锌工艺存在许多严重缺点:产生的锌渣较多多,形成的玻锌层较厚,且附着性差,表面质量差,成本较高,这种方法早在20世纪60年代基本上已技淘汰。与湿法熔剂法相反、千法熔剂法是钢板涂覆水溶性剂后,须经烘干,除去熔剂层中的水分再浸入锌锅中进行热议锌。干法盐锌时,可允许在锌液中添加少量A.以控制合金键层的扩大,并提高镀层的附着性镀锌生产线,其机组线速度较高可达100m/min,生产率可达20~50t6.a为提高熔剂法钢板热键锌的产量,在美国惠林公司出现了熔剂法钢带连续盐惠林法熔剂烘干后板温较高可达250℃。因此钢带在锌锅中必须吸收大量的热能,使钢板温度达到键锌温度460℃左右。采用计通间接加热的铁锅键锌已无法达到快速加热的目的,而采用了供热大的、加热速度快的感应加热键锌锅,这是惠林公司钢带连续热镶锌法的重要特征。惠林法实际上是将单张钢板的干法热镀锌生产线改造成为钢带连续热键锌生产线(见图2-10)。因机组无高温退火炉,所用钢带均系经过翠式炉退火。溴大利亚里赛特公司开发了一种PbZn法钢带连续热镀锌工艺,称为里赛特法。该方法是用湿熔剂法净化钢带表面,在铅液表面覆盖一层熔融熔剂。用一种待殊的结构将铅液和锌液隔开,并在铅液和锌液中均加0.2%Al。这样就可以控制合金层不致过厚(约为0.005mm)而使所得镀锌钢带具有较好的加工性。其艺流程如下:钢卷开卷经一组两段式碱洗檀用高速喷淋的苛性钠溶液除去轧制,经热水洗和千燥后进入入口活套再经一台酸洗檀除去轻度的锈迹,并被稍微腐蚀,通过一个冷水漂洗槽进入锌锅,通过熔剂层、铅液和锌液出锅,经气刀擦拭后通过冷却塔进人水淬槽,然后烘干进入辊式矫直机和铬酸喷淋钝化槽,经热风吹干后进入出口活套,再由卷取机卷取或在线切板堆垛里赛特法镀锌线短,投资少,可生产与保护气体法相同质量的镀锌钢板熔剂法钢带连续热镀锌工艺,由于存在工序多、产品质量差、成本高、三废治理等问题,虽然投资比氢还原法少,但也未得到发展,仅在一些发展中国家仍保留少数这类生产线
莎伦法
此法利用潮湿氯化氢气体对钢表面氧化铁膜的化学作用,在钢带的退火炉内喷吹氯化氢气体,同时在炉内的高温作用下使钢带表面的轧制油等全部蒸发除掉,钢带被加热到720~750℃,完成再结品退火。在退火炉内,高温下喷吹炉膛内的氯化氢与钢表面的氧化铁膜很快发生反应Fe2o3+6hci-2fccl3+3H:O2fe0-+6hci--2fecl3+H2+2H2O生成的水和氯化铁在300℃以上升华为气体,随着炉气流出。然后钢带通过冷却段和炉鼻在密封条件下进入锌锅中镀锌。此法因钢带表面被氯化氢腐蚀变得粗糙,对提高镀锌层附着性有利,但高温下的氯化氢对设备及炉体的腐蚀严重,维护困难,未得到应用
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