1、热镀锌产品知识及用户使用技术冷轧厂 生产技术室2014年11月7日主要内容一、 产品概述二、 生产工艺三、 用户使用技术一、产品概述1.1 锌镀层的基本性能 镀锌钢板是钢和锌复合形成的材料。 镀锌钢板把两种材料的优点结合在一起，复合后形成的材料有钢的强度和塑性，又有耐腐蚀的镀层，在建筑、家电和汽车等工业领域有广泛的用途。 在大气中，锌的抗腐蚀能力比钢铁强得多，通常条件下锌的抗腐蚀能力是钢铁的25倍。1.带钢镀锌的保护作用和镀锌方法1.2 锌镀层保护钢板的机理1）、物理作用： 锌镀层在钢板的表面，阻断了钢板与外面腐蚀介质的接触，使钢板免除腐蚀介质的腐蚀作用。2）、电化学作用： 当镀锌钢板基板和锌
2、镀层同时暴露在腐蚀介质环境中时（如镀锌层划伤和切口处），由于锌的电极电位（-0.726V）低于铁的电极电位（-0.44V），锌呈阳极而钢为阴极，因此锌优先腐蚀而保护了基板，这称为锌的牺牲阳极保护作用。 1.3 带钢镀锌的主要工艺热镀和电镀是钢板镀锌的两种主要工艺热镀锌：钢和锌的熔点相差大，纯铁的熔点是1534，而锌的熔点只有419，把经过处理的带钢直接浸入熔融锌液中进行镀锌的方法叫热镀锌。带钢连续热镀锌：把钢卷连接起来，经过必要的前处理和退火，带钢直接通过有熔融锌液的锌锅进行镀锌的生产工艺叫带钢连续热镀锌。根据镀层种类分GI（纯锌镀层）GA（锌铁合金镀层）55%Al-Zn（铝锌镀层，GALVA
3、LUME）5%Al-Zn（锌铝镀层, GALFAN）Aluminizing（镀铝）Zn-5Al-3Mg（锌铝镁镀层）2、产品分类和特性 正常锌花 无（小）锌花 镀层截面形貌2.1、热镀纯锌产品 （GI）特点：表面美观，耐腐蚀性好，加工性好。通过在锌液中添加铅或锑等元素，可获得大而美丽的锌花。2.2、热镀锌合金化产品 （GA）表面宏观形貌 表面微观形貌 镀层截面形貌特点：锌铁合金镀层钢板涂漆附着性好，涂漆后耐腐蚀性好，焊接性好。2.3、热镀铝锌产品 （GALVALUME） 镀层表面形貌特点：耐蚀性是热浸镀锌的26倍，这是把试样曝晒在不同环境中15年以上，与镀锌钢板比较得出的结论。耐温性好。可在3
4、00使用不变色，如容许变色使用温度可达700。具有极好的热反射表面。名称 镀锌 铝锌 锌铁1 成型性 3 3 32 抗腐蚀性 3 5 23 牺牲保护 5 3 54 抗腐蚀性（成型后） 3 3 35 涂漆粘着性 4 4 56 抗腐蚀性（涂漆后） 4 4 57 焊接性 4 2 58 热反射性 3 4 22.4、各种镀层性能比较 3、技术要求1）热镀锌产品的机械性能：主要指通过拉伸试验可以确认的产品性能，如屈服强度、抗拉强度、延伸率、n值、r值等，还包括烘烤硬化值和时效指数等2）热镀锌产品的镀层性能： 主要指镀层的耐蚀性和镀层的附着性能。耐蚀性包括耐盐雾和潮湿性能等，镀层附着性指产品抵抗在加工过程中
5、的镀层开裂、剥落、粉化等的特性。3）产品表面性能：粗糙度和PPI值、表面质量等3.1、热镀锌产品的主要性能要求试样截面积S0 = ab0式中 S0试样截面积 a试样厚度 b0试样宽度屈服负荷（PS）拉断前最大负荷（Pb）测量出试样拉断后标距部分的长度l1。屈服极限（S） = PS / S0 、抗拉强度（b） = Pb / S0 、延伸率（） =（ l1- l0）/ l03.2、热镀锌产品机械性能评价 bsHsLO 拉伸曲线示意图3.3、热镀锌产品镀层性能评价（镀层附着性折叠试验）1级:无锌层脱落，弯曲面平滑、无明显裂纹。2级:胶带或弯曲面显示有粒状脱锌，弯曲面有明显裂纹，手摸有粗糙感。3级:胶
6、带或弯曲面显示有块状脱锌，弯曲面锌层起翘。3.4、热镀锌产品镀层性能评价（镀层附着性球冲试验）Rt粗糙度最大深度 ，为表面最高点和最低点之间的距离 Ra算术平均粗糙度（在取样长度内轮廓偏距绝对值的算术平均值） 3.5、热镀锌产品表面性能评价(粗糙度） la dxxylR 0 )(1PPI（PC）是表征间距特性的一个参数，是在每英寸（厘米）中突出沿中线对称带宽b的峰和谷的对数。盐水喷雾试验模拟海洋地区大气环境的加速腐蚀试验，考察镀层的耐腐蚀性能。 潮热试验模拟湿热气候条件的加速腐蚀试验，考察镀层的耐腐蚀性能。3.6、热镀锌产品镀层耐蚀性能评价（盐雾和潮湿）级别 特征FB（O3） 允许有小腐蚀点、
7、暗点、带痕、小的铬酸钝化处理缺陷及小锌粒。FC（O4） 不得有腐蚀点，但在小范围内允许存在轻微压痕、划伤、锌流波痕、轻微的铬酸钝化缺陷，另一面应至少保持FB表面。FD（O5） 较好的一面必须对缺欠进一步限制，即不能影响涂漆后的外观质量，并应有均匀良好的镀层，另一面应至少保持FB表面。 不切边带钢边部允许存在微小锌层裂纹和白边。 在连续生产过程中，钢带表面的局部缺陷不易发现和去除，因此，钢带允许带缺陷交货，但有缺陷的部分不得超过每卷总长度的6%。 对易时效钢，建议用户尽快使用，如对拉伸应变痕有特殊要求，应在订货时协商并在合同中注明。 3.7、热镀锌产品表面质量说明表面结构 代号 特征 用途 正常
8、锌花 Z 镀锌后在通常条件下锌层冷凝而得的锌花 一般用途 小锌花 X 通过对锌层的控制冷凝而形成的表面，呈现比正常锌花小的细小锌花 用于正常锌花不能满足表面外观要求的用途。 光整锌花 G 光整小锌花 GX 经专门光整处理得到的表面结构 用于高表面质量要求的用途，如：用作彩涂基板 零锌花 N 采用特定生产工艺使镀层表面无肉眼可见的锌花。 锌铁合金 R 无锌花，灰色，一般无光泽。 适用于进一步涂漆。 3.8、热镀锌产品表面结构说明力学性能 镀层附着性 断后伸长率% 不大于 L0=80mm b=20mm 下列公称厚度时mm 下列镀层重量（g/m2）时 的弯心直径c （a=板厚） 牌号 屈服强度MPa
9、 抗拉强度MPa n90 不小于 r90 不小于 0.7 140/140 175/175 175/175 DC51D+Z(St01Z, St02Z,St03Z) DC51D+ZF 270 500 20 22 DC52D+Z(St04z) DC52D+ZF 140 300 270 420 24 26 DC53D+Z(St05Z) DC53D+ZF 140 260 270380 28 30 DC54D+Z(St06Z) 1.6 34 36 DC54D+ZF 140 220 270 350 0.18 1.4 32 34 DC56D+Z(St07Z)a 0.21 1.9 38 40 DC56D+ZFa
10、,b 120 180 270 350 0.20 1.7 36 38 0a 1a 2a a当产品厚度大于1.5mm时，r90最小规定值可降低0.2 b.当产品厚度不大于0.7mm时，r90最小规定值可降低0.2，n90最小规定值可降低0.01. c.对于差厚镀层产品，厚镀层面作为弯曲试验的外表面。 3.9、几种常用热镀锌产品的性能参考4、主要标准、牌号、规格4.1 热镀锌的主要标准DIN17162/1 St02 St03 St05 St06EN10142 DX51D DX52D DX53D DX54D DX56DBQB DC51D DC52D DC53D DC54D DC56DJIS G 330
11、2 SGCC SGCD1 SGCD2 SGCD3ASTM-A 653 FS DDS EDDSCS Type A,B,C宝钢标准：BQB420-2009各种不同标准间钢种的对应除国际或国家标准外，一些大的企业如汽车制造商也制定有自己的标准。牌 号 主要用途 特 点 DC51D+Z(St01Z,St02Z,St03Z), DC51D+ZF DD51D+Z(St01ZR,St02ZR) 一般用 DC52D+Z(St04Z),DC52D+ZF 冲压用 低碳钢和/或超低碳钢 DC53D+Z(St05Z) DC53D+ZF 深冲用 DC54D+Z(St06Z) DC54D+ZF DD54D+Z(St06Z
12、R) 特深冲用 DC56D+Z(St07Z) DC56D+ZF 超深冲用 超低碳钢 S220GD+Z,S220GD+ZF S250GD+Z,S250GD+ZF S280GD+Z(StE280-2Z) S280GD+ZF S320GD+Z,S320GD+ZF S350GD+Z(StE345-2Z) S350GD+ZF S550GD+Z,S550GD+ZF 结构用 碳素钢或低合金钢 4.2 宝钢热镀锌产品的主要牌号牌 号 主要用途 特 点 H220PD+Z,H220PD+ZF H260PD+Z,H260PD+ZF 加磷高强度钢 H300LAD+Z,H300LAD+ZF H340LAD+Z(HSA3
13、40Z),H340LAD+ZF H380LAD+Z, H420LAD+Z(HSA410Z) HR340LAD+Z(HSA340ZR) HR420LAD+Z(HSA410ZR) 低合金高强度钢 H180YD+Z,H180YD+ZF H220YD+Z,H220YD+ZF H260YD+Z,H260YD+ZF 超低碳高强度钢 H180BD+Z,H180YD+ZF H220BD+Z,H220YD+ZF H260BD+Z,H260BD+ZF 冷成形成 烘烤硬化高强度钢 另还有DP(双相)钢、TRIP钢、CP钢等,具体可参阅BQB420-20091、热镀锌的工艺流程1.1 热镀锌的工艺分类1）、溶剂法（线
14、外退火法）2）、保护气体法 森吉米尔法 改良森吉米尔法（2030热镀锌） 美钢联法（1550热镀锌） 把钢卷连接起来，经过必要的前处理和退火，带钢直接通过有熔融锌液的锌锅进行镀锌的生产工艺叫带钢连续热镀锌。 二、热镀锌的生产工艺介绍1.2、典型的连续热镀锌机组工艺流程图 热轧酸洗卷 冷轧 热镀锌或其它镀层 精 整 成 品开卷焊接 脱脂清洗 退火 镀（铝）锌 冷却 平整拉矫 后处理 检查 涂油 卷取1.3、典型的连续热镀锌机组布置图 1、开卷机 2、焊机 3、入口活套 4、清洗段 5、退火炉 6、镀锌和合金化段 7、中间活套 8、平整 9、拉矫 10、后处理 11、出口活套 12、圆盘剪 13、
15、质检台 14、卷取机1.4、连续热镀锌主要工艺流程介绍：开卷：对钢卷进行开卷，提供连续运行所需钢带，一般采用两个开卷机。焊接：对前行带钢的带尾与后行带钢的带头进行焊接，确保机组的连续生产。入口活套：储存一定量的钢带，在机组入口停机焊接时，确保炉子段正常运行，常见的有水平和立式两种形式。清洗：对带钢表面进行清洗，除去轧制油和铁粉，以获得良好的镀层附着性和表面质量，一般包括喷淋、刷洗、电解清洗、刷洗、喷淋、挤干和热风烘干等设备。退火：对轧硬态的带钢进行再结晶退火，以获得良好的产品机械性能。通过控制炉内气氛，以获得良好的带钢镀层性能。一般由预热、加热、均热、冷却等几个段组成。镀锌：对带钢进行浸入式镀
16、锌或其它金属镀层。可根据产品种类设置一个或多个锌锅。气刀锌层控制：通过向出锌锅后的带钢表面喷吹气体，控制带钢表面的镀层厚度。合金化处理：对镀锌后的带钢进行加热，获得锌铁合金镀层的工艺。一般包括加热、保温和冷却工艺。镀后空气冷却：采用空气喷吹，对镀完锌的带钢进行冷却，确保进入顶辊时镀层得到冷却。水淬冷却：对镀后带钢进一步冷却，确保带钢在进入平整前的温度符合工艺要求。平整：对带钢进行小轧制力的轧制，消除低碳钢的屈服平台、改善带钢性能，获得期望的带钢表面粗糙度，改善带钢板形、获得良好的平直度等。拉矫：对带钢进行拉伸矫直，以进一步改善板型。后处理：对带钢进行钝化或其它化学表面处理，以获得用户希望的耐腐蚀、润滑或其它要求。一般采用喷淋挤干或辊涂烘干方式。出口活套：在出口剪切停机时储存带钢，确保机组工艺段正常运行。卷取后采用高速运行，抽空活套。切边：根据需要对带钢进行切边，以获得合适的宽度精度。质量检查：对带钢进行表面质量检查。涂油：对带钢进行涂油，获得一定的防锈和润滑性能。卷取：对带钢进行卷取，获得卷状带钢。典型退火炉布置情况（退火炉、锌锅、气刀、合金化炉、镀后冷却、水淬）
