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高耐蚀性热镀锌板的研究进展
高耐蚀性热镀锌板的硏究进展
岑耀东
(内蒙古包钢钢联股份有限公司薄板坯连铸连轧厂,内蒙古包头014010)
摘要]综合分析了热镀锌板高耐蚀性技术的研究现状及热点,总结了当前国内外热镀锌板在耐蚀性方面
所米取的技术措施,指出了我国高耐蚀性热镀锌板今后的发展方向。
[关键词]热镀鲆板;高耐蚀性;附着性;稀土元素;研究进展
[中图分类号]TG174.44[文献标识码]A[文章编号」1001-1560(2013)07-0046-03
m三
0前言
低了0.147~0.234mm/a“。
利用SEM-EDS、EPMA等方法对连续镀锌板镀层
热镀锌板材的应用涵盖了工业、农业、建筑业等
等组织及成分分析认为,带钢表面碳沉积、锌镀层中出
领域,欧美发达国家的高耐蚀性热镀锌板产品已实现
多元化、高档化,而我国在这方面的开发和应用还无现中间相、分层、夹杂其他固体杂质及表面过度氧化
ざ法与与国际制造大国竞争。以下就热镀锌板的发展是导致镀层黏附性不良、在加工成型中开裂脱落的主
趋势作了展望,对高耐蚀性热镀锌板的先进生产技术要原因;对试样斜磨后观察正常镀层的Fe-AI抑制
及特点进行了总结,以为我国高耐性热镀锌板的开发层发现,镀层的粘黏性与退火炉有很大关系,NOF段
提供参考。
空燃比(过剩空气系数)偏低时,带钢表面碳富集导致
黏附性不良;NOF段板温与空燃比过高时,氧化严重
国内外热镀锌板高耐蚀性技术的研究现状导致还原段负荷过重,表面还原不良引发粘附性不
良,靠近基板的镀层处存在大量Zn0,从而影响了其
1锌层附着性与耐蚀性
耐蚀性?。
镀钨板的耐蚀性主要取决于镀层的结合力,而镀1.2合金化钢板
层的结合力又主要受原料、退火、浸锌过程的影响。
镀锌板在合金化炉中经扩散退火处理后形成了
原料的影响因素为冷轧板的化学成分、表面粗糙度、合金化钢板(CA)。退火过程中Fe-Zn相互扩散,纯
表面清洁度等;退火过程的影响因素为NOF(无氧化锌层转变成合金层,形成一层较厚、致密、不溶于水的
段)的气体成分、温度、压力、帯钢停留时间等;浸锌过非活性氧化膜,能阻止氧化的进一步发生。GA板的
程的影响因素为带钢人锌锅温度、锌液成分、锌液温初性比镬锌板有所下降,但焊接性和耐蚀性大大提
度等12。
高,已在汽车行业得到了广泛应用6,7。
目前,对热镀锌板锌层附着性及耐蚀性的硏究主
通过中性盐雾试验(NSST)和电化学试验对
要集中在镀层的微观组织和成分方面:热镀锌板的耐
DX56热镀纯锌钢板(简称GI)及其合金化钢板(GA
蚀性受镀层基体织构的影响,改变锌液成分可以改变
从而获得组织致密、厚进行耐蚀性试验,得到了I和GA板产生红锈面积
和失重随时间的关系:CI板和CA板在2%NaC溶液
度适宜且耐蚀性较高的镀层?;以热浸过程模拟装置
中的 Tafel极化曲线和电化学阻抗谱表明,GA板比
(HDPS)研究热镀锌工艺参数对耐蚀性能的影响发
CI板具有更好的耐蚀性能?。
现,AI含量、锌液温度、浸锌时间、冷却时间等参数最
用X射线衍射和动电位扫描方法研究热浸镀锌
佳配合时,热镀锌板的腐蚀速率比普通热镀锌板的降
钢板镀层织构、相分布和耐蚀性的关系发现,镀锌层
各相耐蚀性不同,合金相的高蚀性高于纯锌相,且
[收稿日期]2013-01-23
Fe-Zn合金相的耐蚀性随铁含量的增加而增加。
[通倍作者]岑耀东(1982-),硕土,工程师,主要从事
带钢连续热镀锌研究,电话:13294868032,13合金镀层
mail:yaodong118(@163.com
向锌液中添加A、Mg、i和微量稀土,锌层的合
高耐蚀性热镀锌板的研究进展
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金晶粒可得到明显细化,且更加致密均匀,其耐蚀性0.1%Mg镀层板( Superzinc)和Zn-0.5%Mg镀层钢
得到了提高?。为得到耐蚀性较高的多元合金镀层,( Dimazinc)也具有更优异的耐蚀性能。
在AI-Zn、Zn~Mg镀液中加人Re、Al、Mg元素,获得了
(3)Zn-RE在热镀锌时添加稀土元素可改善镀
7种热镀锌层。不同的合金元素锌层全浸和中性盐层的性能,减少镀层厚度,提高耐蚀性能,然而在镀层
雾试验的平均腐蚀速率见表1の。由表1可知,加人耐蚀性提高的机理方面有不同的观点り,较多认为,
A1、Mg、Re等元素后镀层的耐蚀性大大提高,说明由于稀土能净化杂质和细化晶粒,并富集于镀层表
Re、Al、Mg均能提高锌基镀层的耐蚀性能,其中以面,可在表面形成致密而均匀的氧化层,一定程度上
Zn-1%Al-2%Mg-0.1%Re合金镀层的耐蚀性能为最阻止了外界杂质原子向合金内部扩散,从而延缓了氧
佳,约为纯锌层的2倍。
化和腐蚀过程,使镀层耐蚀性提高。
表1不同镀层全浸和中性盐雾试验的平均腐蚀速率
制备Zn-0.18A1镀层时加人稀土可以提高锌浴
(腐蚀)/(g?m-2?h-1)
的流动性,稳定Fe2Al,抑制层,大大提高涂层的耐蚀
镀戾成分
全漫
盐雾
性,最佳稀土含量为0.045%~0.069%1?。
0.1142
0.716
向热镀锌(Zn-0.2%AI)锌池中加人微量Ia,采
Zn-i Yo,
用热镀锌模拟机制备含Ia的锌镀层,盐雾腐蚀、全浸
·滞
Zn-1%Oal-0. 1% Re
0.0926
0,5387
腐蚀失重和线性极化显示,含Ia镀层中的Ia并未明
Zn-2 M
0).0847
0.5832
显抑制白锈的产生,但明显抑制了红锈的产生和扩
Zn-1%AL-2% Mg
0.0717
0,4483
展,Ia提高了镀层的耐蚀性能,其最佳含量(质量分
Zn-1% Al-2% Mg-o. 1 Re
0.0659
0.3237
数)为0.04%~0.07%-18
由于稀土元素熔化温度远高于锌液温度,因此,
Zn-1%AL-2%Mg-0. 2%Re
0.0718
0.5702
如何将稀土元素熔入锌锭中形成合金来满足镀锌工
(1)Zn-Al在各种大气腐蚀环境下,Zn-AI合金艺添加锌锭的需求,目前技术尚不成熟,有待进一步
的耐蚀性都比纯锌好,且不同成分的Zn-Al合金容易研究。
制备?。Zn-559%Al-1l.6Si( Galvalume)新型镀锌产1,4锌花形貌
品耐热性高,温度可达375℃以上,耐蚀性好,比
热镀锌板的锌花形貌对热镀锌板的耐蚀性有很
普通热镀锌层高2~4倍,耐蚀性和热镀A?-4i合金大的影响?,目前对锌花的形成机理及其在各种不
镀层相似,盐水浸泡、抗高温氧化、抗高温硫化氢腐蚀同环境下的腐蚀规律仍处于探讨之中。
性与铝镀层接近,还具有一定的牺牲阳极保护性能。
对含低浓度铝和铅的锌浴中制得的镀锌层的研一
n-239%Al-0.3%i镀层硬度高、韧性好、耐蚀性高,究表明,不同形状的锌花(羽毛状、波纹状、正交树突
其耐蚀性是常规热镀锌层的5~6倍,优于 Galvalume状、脊类状等)下锌层耐蚀性不同?。热浸Zn-5%Al
镀层
钢板“ JFE ECOGAL"在锌浴中添加少量元素来改