热镀铝锌合金镀层板生产及应用

jijiang · 发表于 2011-6-20 22:44:56

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　　1、前言
　　随着地球环境的日趋恶劣，为节约能源，延长材料的使用寿命，建筑、汽车等行业用户对材料的耐蚀性及耐候性等提出了更高的要求，为满足用户的这一需求，研发了热镀Zn-Al系列合金镀层板，其中具有代表性及获得广泛应用的品种是美国伯利恒钢铁公司于20世纪60年代开发的55%Al-Zn-1.6%Si(Galvalume)和国际铅锌协会于20世纪80年代组织研发的Zn-5%Al-0.1%Ce、La(Galfan)。Galvalume从1972年伯利恒钢铁公司开始商业性生产到现在，国外已有42个公司先后取得了该产品的生产许可证，目前其年生产能力已达到1200万吨左右，产品广泛应用于建筑、汽车等行业。我国对热镀铝锌合金镀层板的研究、生产及应用可以说仍是一片空白，目前仅建成无锡新大中、宝钢及攀钢3条线，且攀钢和宝钢热镀铝锌合金镀层板生产线刚开始进入试生产阶段。因此，探讨热镀铝锌合金镀层板的生产工艺技术及产品质量特性，对我国热镀铝锌合金镀层板的生产，以及用户的合理使用该产品具有十分重要的现实意义。
　　2、生产工艺特性
　　2.1清洗：较普通热镀锌板生产而言，铝锌合金镀层钢板的生产对基板清洁度有更加严格的要求。这是由于热镀铝锌合金时，镀液铝含量较高、镀液温度较高、铝易氧化、易产生锌蒸汽，从而易恶化镀层附着性。因此，为确保镀层粘附性，热镀铝锌合金镀层板生产一般需采用炉外清洗，即在退火炉前设置电解脱脂清洗段。
　　2.2退火：热镀铝锌合金镀层板的退火与普通热镀锌板相比有两个问题需考虑：一是对LCAK钢如何实现在线过时效处理，因其过时效的最佳温度为300～350℃，而带钢入锌锅温度要求大于550℃；二是由于其镀液温度比锌的熔点高出200℃左右，易引起炉鼻处锌的蒸发，这种锌蒸汽附着在带钢上，就会使产品产生漏镀缺陷，因而需确保炉内强的还原性气氛和严格控制炉鼻处的零点温度。鉴于此，国外一些生产厂家将炉内H2含量提高到了40%～60%，炉鼻处的零点温度控制在-50℃以下。
　　2.3热镀：由于Al-Zn合金熔点较高，故其镀液温度比普通热镀锌温度高，最佳温度范围为620～650℃。为获得较好的镀层附着性，带钢入锌锅温度要比镀液温度低约50℃。为了细化富铝的枝晶组织，减少枝晶间富锌的晶粒的体积分数，以提高镀层耐蚀性(富铝枝状晶细小、晶间的间隙小，枝晶间富锌的晶粒要少、且细密地分散在镀层中)，镀后需要快速冷却，冷却速度一般要求10～30℃/s。
　　2.4镀后处理：与普通热镀锌相同，热镀铝锌合金镀层板一般也进行铬酸钝化后处理。但近年来，为提高热镀铝锌合金镀层板的成形性及环保性，将辊涂丙稀酸工艺开始逐渐取代传统的铬酸钝化，且无铬有机钝化逐渐受到广泛关注。
　　此外，就热镀铝锌合金镀层板用作彩涂基板而言，因其表面较普通热镀锌板干净，且对预处理较敏感，预清洗过度，会导致镀层表面变黑，降低涂层粘附性，所以其预处理要求要温和些。
　　3、产品质量特性及应用
　　热镀锌铝合金镀层板表面平整，呈银灰色，有金属光泽，其表面为均匀分布的Al-Zn合金晶花。其镀层表层为实心树枝状晶体，其枝晶部分为富铝的α相固溶体，枝晶间是富锌的伪共晶β相，内层为Al-Fe-Si-Zn金属间化合物层铝锌合金镀层板镀层的组织结构决定了其具有如下质量特性：
　　(1)由于铝的非动态化保护作用和锌的牺牲阳极保护作用的复合，因而热镀锌铝合金镀层板(简称GL)的显著性能特点是具有优异的耐蚀性，热镀铝锌合金镀层钢板镀层耐蚀性是普通热镀锌板的2～6倍。此外，GL板在使用的中、后期还表现出具有优异的耐切口腐蚀性。
　　(2)由于铝的熔点较高、且具有较强的耐氧化和热反射性，因而GL板具有优良的耐高温腐蚀性能。GL板允许在300℃的工作环境下长期使用，可在500～600℃高温环境下短期使用。GI的工作环境温度一般仅允许为室温，极限工作温度为230℃。
　　(3)GL板表面平整，呈银灰色，有金属光泽，表面为均匀分布的Al-Zn合金晶花，因而具有良好的外观装饰性。
　　(4)由于铝锌合金镀层的含孔率至少为2%，因而GL板在库存、运输过程中容易发生腐蚀而产生白锈、黑斑等缺陷。
　　此外，GL板还具有良好的涂装性、加工成型性及焊接性能，能满足建筑、家电及汽车行业用户的要求。
文章关键词：热镀铝锌合金镀层板

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