热浸镀锌铝合金钢板的技术性能及生产实践.pdf

冶金动
2006年第3期
74
METALLURGICAL POWER
总第115期
热浸镀锌铝合金钢板的技术性能及生产实践
胡新华,杨兴亮
(马核山钢铁股份有限公司,安徽马核山243000)
【中图分类号】TG335.5
文献标识码】B
【文章编号】1006-6764(2006)03-0074-03
Technical Performance and Production Practice
of Hot Dip Galvanized Zn-al Alloy Steel Sheet
HU Xin-hua, Y ANG Xing-liang
Maanshan Iron Steel Co, Ltd, Maanshan, A nhui 243000, China)
前
近年来,从汽车工业开始,对于建材、家电等行3熔融Zn-Al系列合金浸镀钢板的性能特
业材料品质的重新认识变得活跃,对于材料生
性
家的要求变得更加苛刻。其中对于建筑上用于屋面、3.1表面和外观
啬面的镀锌板,不仅在耐腐蚀性、耐大气腐蚀性方
众所周知,纯锌浸镀的镀锌板表面锌花的金属
面,而且在耐热性、可加工性以及表面美观等特性方光泽比较大,如果添加少量的铝,则锌花有变小倾
面均提出了苛刻的要求。
向。锌所特有的金属光泽却儿乎没有改变
针对以上要求,治金行业开发出了种种熔融
如果在Zn-5%A1液中加入微量Mg,则锌花变
Zn-AI系列浸镀钢板。Zn-Ml系列合金浸镀板有两得更小,加入Mg0.05%以上时,金属光泽基本消失而
种,一种是既重视∠n的牺牲防腐作用,又提高耐腐呈现银白色。⊥l的浓度升高时,⊥的影响就会加强。
蚀性、耐大气腐蚀性和涂后的耐腐蚀性的含AI率低7n-55%A系列合金镀板呈现银自色,锌花模样十
的Zm-A系列合金浸镀钢板
种是兼顾7
分鲜明。
牺牲防腐蚀作用以及AI的钝化作用,旨在提高长期3.2浸镀层的凝固组织
的耐腐蚀性和耐大气腐蚀性的含A1率高的n-A1
在m-Al二元状态图上.能够看到常温状态下
系列合金浸镀钢板。
固浴的n的a-A1相和儿乎未固浴的A的β-Zn
马鞍山钢铁股份有限公司连续热镀锌线于相的二元混合组织。
2004年年初建成投产,该线具有生产n-5%A
理论上是在5%A1的位置出现共晶点,实际的
0.19%Mg镀层产品的功能,并为此产品的生产配备了浸镀中显现的是在6%I近旁的共品点。因此,Zn
单独的锌锅、镀后冷却装置等专用设备,具备大批量5%⊥系列合金浸镀中初品析出B-Zh相时混合存
生产的能力。
在枝状微观组织
以下对熔融Zm-A系列合金浸镀钢板的种类、
如果添加Mg,初晶的B-Zn相的析出没有变
性能特性和制造特性进行介绍
化,共晶组织中-A相和周围的β-7n相有小的分
2熔融Zn-Al系列合金浸镀钢板的种类
日前国际上制造的主要合金浸镀钢板的种类有
另一方面,在/n-55%A1-1.6%Si系列合金浸镀
n-5%AI-0.1%Mg(新日铁)、/n-5%A1-0.1%Re(国层中,从凝固过程的m的偏析中形成的树枝状的
际铅锌组织)、Zn-30%Al-0.2%Mg-0.3%Si合金浸镀-AMI相和周围的-Zn相,同时在a相和β相界面
钢板、Zn-5%Al-0.1%Mg-Na合金浸镀钢板(用于钢以及浸镀层和基层铁的界面中析出Si
丝、治金工具)以及Zn-15%AI-0.1%Si合金浸镀钢
还有,Zn-M系列合金浸镀在冷却过程中发生
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固相析出,相中形成浓度不同的a-AI相和β-nAl的含有率,n-55%A系列合金浸镀板就是采用
相
这些方法进行处理的
3.3加工性(浸镀附着性
正常的化学处理膜如果是在涂漆前处理的话,
浸镀层附着性是浸镀层自身的机械性质和合金Zn-MI系列合金浸镀钢板的涂料附着性(一次涂料
层的厚度的指标。在进行加工时,合金层的厚度对浸附着性)将变得良好。
镀附着性的影响大,该厚度与浸镀液的温度有关。
此外,涂漆后的耐蚀性能顺序为:Zn-5%AI系
A系列合金浸镀的熔点在5%A近旁共晶列合金浸镀钢板>锌浸镀钢板>7n-55%A1系列浸镀
点处最低,如果増加AI,则熔点上升。AI量超过20%钢板
的浴液,熔点将超过500℃,将会发生合金层的异3.6耐热性
常生长
为了调查/m-Al系列合金浸镀钢板的耐热性,
AMI的含量超过20%时,即使添加合金抑制元素从进行的耐热性实验,即10次往返(24h空气中加
Si也会发生合金层的生长以及浸镀层的附着性下热→冷却到室温)结果为:锌浸镀板和Zn-5%Al系
降
列合金浸镀板在300℃以内没有变色,∥n-.55%A1
如果将n-5%Al系列合金浸镀钢板与通常的系列浸镀板和Al浸镀板在400℃以内没有变色。
锌浸镀钢板进行附着性比较,则前者的镀层更薄且
目前,7n-55%A系列合金浸镀板部分使用在
附着性更好。因此,通常的锌浸镀使用7n-5%A系家用电热器、汽车用消声器遮挡板等上。
列合金进行浸镀,而不是使用难以确保良好的浸镀37变黑性和变黑防止法
附着性的含Si钢进行浸镀,目的是得到良好的附着
Zn-A系列合金浸镀钢板存在的问题是钢卷和
性能。
切板在堆积保管以及运输过程中,钢板表面容易发
3.4耐蚀性
生变黑现象。变黑是通常镀锌板能看到的现象,Ml
Zn-MI系列合金浸镀板的耐蚀性在含AI4%~系列合金浸镀板,特别是添加Mg之后,短时间易发
7%的范围内最好,含A110%以上.时耐蚀性下降。但生变黑现象,且程度比较明显。
是,如果含A140%以上,则耐蚀性飞跃提高。
有报告认为,变黑现象是氧化锌、氢氧化锌、碳
通常的锌浸镀钢板含Al0.15%,浸镀层的衰减酸锌等生成较厚的结果,是二层构造。
星为30~35gm2·年,含AI4.5%~10%的浸镀层的
Co具有良好的耐变黑性,Co含量为0.2mg/m
衰减量为20~25g/m2:年,含AI超过10%时,浸镀层以上时耐变黑性良好,当Co超过2mgm2时耐蚀性
的腐蚀量增大。
有劣化倾向。
Zn-5%AI系列合金浸镀钢板的耐蚀性是镀锌4熔融Zn-Al系列合金浸镀钢板的防腐蚀
板的5倍以上,Zn-59%AL系列合金浸镀钢板的耐机理和变黑发生机理
蚀性则是镀锌板的10倍以上
4.1防腐蚀机理
n-5%Al系列合金浸镀液中添加Mg耐蚀性有
锌的腐蚀反应如下式所示
显著提高,Mg的添加量在0.1%~0.5%范围内耐蚀性
阳极反应:Zhn+2H2O→Zn(OH)2+2H+2e(1
效果没有变化
Zn(OH)2→ZnO+H2O
(2
3.5涂漆性
阴极反应:1/202+H2O+2e20H
从涂漆后的熔融锌浸镀钢板(彩色镀锌板)可延
因为Zn(OH)2的导电性差,如果在Zn的表面
长钢板使用寿命的观点出发,可制造Zn-AL系列合形成保护膜,那么m表面的O,还原反应就受到抑
金浸镀钢板的涂漆产品。
制。另一方面,如果(2)的反应顺利,那么Zn表面将
Zh-Ml系列合金浸镀钢板