镀锌板粘渣类缺陷分析
粘渣类缺陷是指镀锌板表面锌层中嵌有或锌层表面黏附有由外部而来的锌渣这一类的缺陷。锌渣主要是铁锌或铁铝化合物,镀锌板上的这些金属化合物有两大类类是由内部产生的,是钢板在锌液中生成的,呈层状的称为化合物层,它的特征是由内向外的,由钢基向镀层中发展,严重时发展到整个镀层,影响镀层与钢基板的附着性,如灰色镀层、白色镀层、粗糙镀层等缺陷。所以将镀锌不良类缺陷中作了分析。另一类是由外部进入镀层内部或黏附在镀层的表面的,这种化合物本来已存在于锌液中,在镀锌时钢带受到锌液的污染,而在镀锌板表面形成缺陷,它的特征是颗粒状的,或膜状的,成分比较复杂,称为锌渣,缺陷的危害主要是影响外观,同时影响镀层的局部寿命锌渣的主要成分是铁锌金属间化合物,其根本原因是在锌液中溶解了而且铁在锌中有溶解度的限制,如果含铁量超过溶解度,铁就会从锌液中以固体的形式析出,这个固体就是铁锌金属化合物钢带进入锌锅内就会发生铁溶于锌的溶解反应和铁与锌的化合反应,锌和铁的化合物大部分情况下是成为基板与镀层的粘接层,如化合物层厚度在一定范围内,有利于提高镀层与基板的附着性,但化合物层超过一定的厚度,就会影响附着性,形成镀锌不良类缺陷。这一反应的另一个结果就是若反应很激烈,则会有反应的产物即金属化合物从钢带上脱落下,进人锌液中,就是锌渣其实,锌锅中铁的来源中还有一个很重要的因素就是钢带表面的铁屑,如果说钢带与锌反应后的产物必定有一部分成为镀层的一部分,只有反应比较激烈时,才有一部分脱落到锌锅内,则钢带表面的铁屑基本上全部进入锌锅,而且即使锌锅工艺控制得再好,它也有足够的时间和条件融入到锌液中

研究和事实表明,使用预熔锅技术可以减少大颗粒悬顶渣,主要原因如下当向锌锅补加固体锌锭时,在锌锭周围产生局部的低温区,一日熔融锌液被
(1)消除了局部低温区
铁饱和,则此低温区变成铁的过饱和区,便在锭的周围形成底渣。同时由于聚结作用,在此部位会形成大量的大颗粒渣
(2)通过降低感应器的加热速率降低锌锅中锌液的搅动
众所周知,锌渣缺陷随钢带线速度的提高而增大。然而感应器的搅拌作用尤为严重,因感应器能产生很高的锌液喷射流。锌液的搅动会使大颗粒渣悬浮,而且也会促进聚结过程而形成大的渣颗粒。当用预热锅补加锌时感应器的功率就会大大减小,因为锌锅的热损失由于预熔锅的锌液带入的热量而得到补偿,且预熔锅的温度往往高于锌锅温度
(3)强化了底渣向顶渣的转变
当向锌锅补加预热到482℃C、含铝0.3%~0.5%的锌液时,底渣中的铁将与铝化合,在该混合区内快速形成Fe2Als顶渣。因为混合区内反应的表面积增大而且温度较高,从而促进了其动力学反应的进行,经热力学研究进一步证实,较高的温度可提高底渣向顶渣转变的热力学推动力,因为其反应的自由能变化在高温下更负

铝-锌-硅合金镀层钢板耐蚀性
55%A43.5%Zn1.5%Si合金镀层,即Galvalume,它兼具热镀锌层和热镀铝层性能的优点,同时也弥补了两者的某些缺点。铝锌硅镀层不仅为钢板提供了很好的耐腐蚀性,而且也具备了一种被称为阴极保护的独特能力,在裸露的边缘处或在镀层漏镀处,通过腐蚀锌来对钢板起保护作用。镀铝层可在不同的腐蚀性大气中为钢板提供更高的耐腐蚀性,然而,在大多数大气环境中,由于镀铝层表面具有一层致密的氧化膜,它无法提供阴极保护,因此,划分和剪切了的镀铝钢板的这些裸露处便容易产生红锈。而铝锌硅合金镀层同时含有锌和铝,结合这两种镀层的保护机制,从而保证了铝锌硅合金镀层的耐蚀性能比纯镀锌和纯镀铝的耐蚀性能更为优良。图222显示了热镀锌钢板与铝锌硅合金镀层钢板的剪边部位腐蚀机制的对比。
图2-22(a)所示为热镀锌层对钢基剪边暴露部位提供牺牲性保护。锌层渐耗尽,然后腐蚀钢基表面。图2-22(b)所示为铝-锌-硅合金镀层由富铝的树枝状组织和夹在其间的富锌共析物构成。在使用过程中,富锌相共析物优先被腐蚀,并对钢基提供牺牲性保护。腐蚀过程中,富锌相共析物逐渐减少,腐蚀产物充填于稳定的富铝相组织之间的空隙中,腐蚀进展情况逐渐变成与镀铝层的腐蚀情况相似。在富锌相共析物全部消失后,镀层就处于不稳定状态铝锌硅合金镀层钢板剪边暴露部位的耐蚀性,伯利恒钢铁公司历经几年试验,结果如下1%~70%AZn合金镀层保护剪边的能力与热镀锌钢板相当,且明显优于热镀铝钢板,这种保护尤其是在铝-锌-硅合金镀层更为突出,发现铝锌硅对于提供佳的耐蚀性和好的剪切电化学保护是优的组合。在标准工业大气中,腐蚀6年后,热键铝钢板的剪边显出很重的锈蚀并蔓延,铝锌-硅合金镀层和热镀锌的镀层钢板仅显出少量局部锈蚀,没有由于锈班生成引起毛边粗糙,这种锈蚀特征在乡村试验站可以看到同样的结果。因此可以证明,无论在工业还是乡村大气〔中,热镀锌层和铝-锌-硅合金镀层都对钢板剪边有电化学保护作用;而热镀铝钢板却没有这种保护作用。这是由于Al2O3薄膜在金属铝表层上形成,阻止了铝对钢的电偶活化。而在另一方面,在海洋大气中,氯离子破坏了这种薄膜,铝对钢基的电偶活性能够自由出现,从而防止了在热镀铝钢板剪边上锈蚀蔓延的发展,由此可见,在海洋大气中,所有三种镀层都对剪边有电化学保护作用。以上这些电化学行为的结果,是基于前期建筑物屋顶使用的薄钢板进行长期观察取得的,但是必须承认,随着钢板厚度的增长,电效应发挥作用的面积和距离也在增长,尽管铝锌硅合金镀层钢板对剪边的保护能力低于热镀锌钢板,但仍然明显地优于热镀铝钢板图2-23~图225显示出普通镀锌钢板和铝锌硅合金镀层钢板在不同大气环境中的耐蚀性对比情况。

层单双面
(1)双面热镀锌板
通常生产的热镀锌板均为双面镀锌板,双面镀锌板一般两面都镀上相同厚度的锌层,只是根据用户不同要求,双面镀锌层上锌量有较大差别,从每平方米几十克到数百克,甚至上千克。
(2)差厚镀锌钢板
用气刀控制钢板两面的锌层厚度不同,而可制得差厚镀锌钢板,镀锌钢板在焊接时,其焊接电流比点焊普通钢板的电流要增大10%~15%。同时焊接时产生的锌蒸气会污染电极,给点焊造成困难。在镀锌钢板点焊时发现,表面锌层愈薄,焊接的连续操作性愈好。因此,为了有利于焊接,与电极接触的钢板一侧表面要求锌层很薄。甚至几乎露出铁锌合金层,另一侧表面要求厚的锌层,以利于提高耐蚀性。
(3)单面热镀锌铜板
钢板的一面镀锌而另一面不镀锌。它是为满足汽车用材的需要而出现的。这种镀锌钢板在经济上是有利的,可以节约大量的锌原料。单面镀锌钢板的不镀锌的一面经磷化处理后,有利于表面涂漆和焊接,用于汽车面板外部;而镀锌的面用于汽车面板内部以解决防腐蚀问题。由于单面镀锌板热镀工艺技术上存在许多问题不易解决,目前仍未大量采用

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