热镀锌镀层影响因素.ppt

热镀锌镀层影响因素
热镀锌层的影响因素
生产热镀锌钢板的难点在于获得优良的镀层性能,即良好的镀层粘附性,优良的镀层加工成型性,美观而又能满足不同用户需求的表面特性。
热镀锌钢板镀层结构一般由Fe-Al层、Fe-Zn合金层、纯锌层组成,其各自的结构、厚度及表面形态等决定了镀层性能。因而影响热镀锌的因素可归结为影响镀层结构的因素。
影响热镀锌层的因素主要有:钢基成分、带钢表面形态、锌液成分、锌液温度及带钢入锌锅温度等。
钢基碳含量
钢中含碳量对铁在锌液中溶解度的影响
钢基中的碳含量对热镀锌有显著影响。碳含量越高,Fe-Zn反应越剧烈,Fe-Zn合金层变厚,使镀锌层粘附性变差。(<%)
碳也会影响镀锌层的表面质量,对于含碳量高的镀锌原板,若退火温度太高,碳会在钢板表面富集,形成渗碳体,从而提高钢板表面张力,降低锌液对钢板表面的浸润能力,使锌液不能在钢板表面均匀流动,在热镀锌时,形成锌瘤缺陷。
不同含碳量的热镀锌层形貌(wt%)
(a);(b)
a
Fe-Zn合金层
b
钢基硅含量
%时,硅会将带钢表面的氧化铁还原,生成硅的氧化物并在带钢表面富集,氧化硅层有两大不利作用。
会使锌液在基板表面的浸润性严重恶化,导致锌液很难镀到带钢表面,镀后的镀层也很不均匀,造成严重的镀锌不良,特别严重时镀层用手也能剥下来。
在镀锌时降低了钢基的活性,对铁的溶出有抑制作用,特别抑制Fe-Al化合物的形成,从而失去阻碍Fe-Zn合金层形成的作用,导致Fe-Zn化合物变厚,形成灰色无光泽的镀层,而且镀层的黏结性很差。
热镀锌原板一般要求硅含量≤%,对于专业生产硅钢镀锌板的生产线而言,%的镍来解决硅钢板的镀锌问题。
带钢表面粗糙度
随着钢板表面粗糙度的增加,镀层厚度增加。因为如果钢板的表面粗糙度大,钢表面生成的Fe-Zn合金层为海绵状组织,比光滑的Fe-Zn合金层表面从锌锅中带出更多的锌液,由此生成更厚的纯锌层。
粗糙表面的棱角部位突出,ζ相最易在棱角上形成,所以表面愈粗糙,其镀层ζ相愈发达,从而Fe-Zn合金层愈厚。
钢板的平均表面粗糙度小,则镀层厚度均匀,镀层的外观及附着性均佳。
带钢表面清洁度
影响带钢表面清洁度的主要因素是带钢表面残留的轧制乳化液。随着轧制乳化液中油脂含量的提高,残留在带钢表面的油脂在预热炉中越不易被除尽,干扰热镀锌时正常Fe-Zn合金层的形成,从而恶化了镀层的粘附性能。
带钢表面残留有铁粉及未被还原的氧化物质点等杂质,在热镀锌时,锌晶体有可能在此类杂质处形核、长大,形成锌粒缺陷。
锌液铝含量
现代连续热镀锌生产中,铝是向锌液中添加的最关键的元素之一。
锌液中添加一定量的铝,可以提高镀层粘附性、改善镀层加工成型性能、净化锌液、减少或消除底渣、改善产品表面质量。
若锌液中铝含量控制不当或波动太大,则容易产生锌液流痕、锌粒、镀层凹坑等缺陷。
锌液铝含量对其流动性的影响
460℃锌液中造渣关系示意图
铝含量对锌液的流动性有较大影响,而锌液流动性不同会对镀层的均匀性和质量有较大影响
在温度一定的情况下,有效铝和游离铁的含量沿铁铝平衡线一一对应,铝含量波动会导致铁的溶解度变化,形成造渣反应。
锌液铁含量
%;
铁含量增加,铁与锌结合生成以FeZn7为主要成分的底渣,并与锌液中的铝发生反应,生成以Fe2Al5为主要成分的浮渣。渣附着在带钢表面,会形成锌粒缺陷,影响镀锌板的表面质量;
铁与铝结合,减少了锌液中有效铝含量,从而使镀层粘附性变坏;
铁的存在可增加锌液的粘度,降低锌液流动性,提高表面张力,从而降低锌液对钢板的浸润能力,使镀锌时间延长。
带钢入锌锅温度
(c)
+1
η
δ
ζ
+2
+3
(b)
+1
+2
+3
η
(a)
+2
+1
+3
δ
ζ
η
试验条件:;锌液铝含量:%;锌锅温度475℃
带钢不同入锌锅温度条件下镀层形貌
(a)475℃;(b)495℃;(c)525℃
谱图
Al
Fe
Zn
总和
图2(a)
1




2




3
-



图2(b)
1
-



2
-



3
-



图2(c)
1




2




3
-