汽车用热镀锌钢板生产技术大学学位论文.doc

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1、汽车用热镀锌钢板生产技术一、引言镀锌钢板是钢和锌复合形成的材料。钢的优点是有强韧性，可以加工成各种零件，缺点是在大气中容易锈蚀。锌的优点是耐蚀性好，缺点是强度不高。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基板钢的强度和塑性，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。这种材料的组合，体现了人类的创造性。锌镀层是通过物理和化学两种作用来保护基板的。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。当镀锌钢板基板和锌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（-

2、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。当前汽车工业在汽车钢板用材方面有两个显著特点：一是越来越多地采用高强度的钢板，使汽车钢板在保证使用性能的前提下适当减薄，以达到减重节能、减少废气排放保护环境的目的；二是大量采用镀锌钢板，增加汽车的耐腐蚀性能，以应对冬季道路撒盐、环境对汽车的腐蚀加剧的状况，提高汽车的使用寿命。汽车钢板减薄以后，耐腐蚀的能力相应下降，更需要镀层的保护。因此，世界各种品牌的汽车所用的钢板中镀锌钢板的比例不断上升。有些型号的汽车的车体钢板100％用镀锌钢板。镀锌钢板有热镀锌钢板和电镀锌钢板。热镀锌钢板的生产成本低于电

3、镀锌钢板，同时热镀锌技术的进步，使热镀锌钢板的内在性能和表面质量得到很大的提高，所以近年来汽车用的热镀锌钢板比电镀锌钢板的发展要快得多，并正逐步取代电镀锌钢板，成为汽车钢板的主流。图1是现代热镀锌生产线的示意图。热镀锌生产线实质是连续退火生产线和镀锌系统的组合。钢板通过加热、保温和冷却等一系列热处理使钢板具有一定的力学性能，并且使表面有一个镀锌所必须的清洁的表面。然后钢板经锌锅镀锌、气刀控制锌层厚度、合金化处理（生产合金化热镀锌钢板时用）、平整、表面后处理（鈍化或磷化）和涂油等工序完成生产过程。1中间出活口套活套退火炉淬开测双火卷厚刃槽机仪剪碱静焊清清平矫电接洗洗整直钝涂卷机机机化

4、油取机锌锅图1热镀锌生产线示意图经过长期的技术发展，现在热镀锌技术在设备、生产工艺和产品的质量等方面已经达到相当高的水平，下面沿生产线的流程，按工艺段列出生产技术上的主要成就(1)。1入口段钢板清洗技术②退火段高精度钢板温度控制技术：―高精度测温计―高精度控制系统炉内稳定操作技术―防止金属粘辊―防止热瓢曲③锌锅段锌锅沉没辊的长寿技术镀层厚度均匀技术锌液成分稳定技术锌渣缺陷防止技术④合金化炉段高精度合金化控制技术高精度测温技术2Zn-Fe相探测器Zn-Fe相探测系统⑤电镀段（有的生产线有）电镀技术⑥出口段在线精整在线缺陷检测现代热镀锌生产线生产的产品，在品种

5、和质量上可以满足各个工业部门，特别是对产品性能要求很高的汽车工业的需要。热镀锌产品按镀层分有纯锌热镀锌钢板（Galvanizedsteel以下简称GI）和合金化热镀锌钢板（Galvannealedsteel以下简称GA）。从基板的种类看，则热镀锌钢板的品种就更多，有软钢为基板的一般冲压级、深冲级和超深冲级热镀锌钢板，有各种强度级别钢为基板的结构和冲压用的高强度热镀锌钢板。这些性能不同的热镀锌钢板，可以满足制造不同汽车零件的需要。现代热镀锌生产线生产的热镀锌钢板的表面质量可以和电镀锌钢板相媲美。如前所述，热镀锌钢板已经在农业、建筑、轻工、汽车和家电等行业被广泛应用。那么什么是汽车用热

6、镀锌钢板?汽车用热镀锌钢板有什么与其它应用领域用的热镀锌钢板不同的特点呢？这要从汽车的生产过程说起。热镀锌钢板在汽车厂要经过冲压、焊接、磷化和涂漆等一系列的生产工序（如图2所示），才能制成汽车零件，组成一个完整美观的车体。从这些加工工序中，我们可以理解热镀锌钢板应该具备什么样的性能。热镀锌钢板首先要经过冲压制成汽车零件的毛坯，因此汽车用的热镀锌钢板首先要有好的冲压性能。有些汽车零件十分复杂，如门内板，只有钢板具有很高的延伸率、r值和n值，才能生产出完好的冲压件。汽车钢板经涂漆以后，表面应该光亮美观，没有缺陷。可以想象，汽车用的热镀锌钢板的表面质量应该很高，不能有任何缺陷。同时，汽车

7、用的热镀锌钢板还要有好的焊接性能、磷化性能和涂漆性能。下面我们讨论在热镀锌钢板的生产中，如何使产品能达到汽车工业其性能的要求。实际上，热镀锌钢板的生产技术包括基板的生产技术和热镀锌技术，热镀锌钢板的基板技术作为冷轧钢板的生产技术在别的地方另外讨论，这里着重讨论3镀锌方面的有关技术问题。我们分三个话题进行讨论：纯锌热镀锌钢板GI合金化热镀锌钢板GA热镀锌汽车外板冲压焊接表面处理涂漆钢板后续加工和处理1、钢板的整体成形性1、焊接参数1、表面元素富集1、表面无缺陷2、