连续热镀锌镀层的影响因素

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1、连续热镀锌镀层的影响因素　　摘要：热镀锌钢板的镀层性能好坏直接影响热镀锌产品的质量能否满足用户要求。分析了镀锌基板成分、锌液成分、锌液温度、带钢入锌锅温度及镀锌基板表面状态对热镀锌镀层性能的影响。　　关键词：热镀锌，镀层，锌液，基板，影响　　1引言　　连续热镀锌是一种经济而有效的金属防腐技术，其主要工序包括镀锌基板准备→镀前处理→热浸镀锌→镀后处理→成品检验等。经过热镀锌得到的热镀锌钢板具有优良的耐腐蚀性能、良好的外观、后续加工性能好等优点，同时，相较于其它金属防腐措施，连续热镀锌生产成本低、环

2、境污染小。在连续热镀锌中，能否获得良好的镀锌层是获得合格热镀锌产品的关键，该镀锌层必须具有良好的镀层粘附性，优良的镀层加工成形性，美观而又能满足不同用户需求的表面特性[1]。在生产过程当中，影响镀锌层的因素很多，主要有镀锌基板成分、锌液成分、锌液温度、带钢入锌锅温度、镀锌基板表面状态等。　　2镀锌基板成分的影响　　2.1基板中碳含量的影响6　　基板中的碳对镀锌层性能影响较为明显。随着基板中含碳量的增加，铁-锌反应变得越来越剧烈，基板中的铁损就会增大。铁-锌反应越剧烈，得到的铁-锌层就越厚，镀锌层

3、的粘附性就越差。因此，用于热镀锌生产的基板大多是碳含量在0.05～0.15%的低碳钢板。　　碳在钢中的存在形式，也会对基板中铁-锌反应产生影响。钢中的碳以粒状珠光体和层状珠光体存在时，基板中铁的溶解很快，铁-锌反应很快，镀层中铁-锌层很厚，镀锌层粘附性很差；如果碳以扩散得很均匀的索氏体或屈氏体组织存在时，则基板中铁的溶解速度较小，铁-锌反应速度比较平缓，镀层中铁-锌层较薄，镀锌层粘附性较好。　　2.2基板中硅含量的影响　　基板中过多的硅给热镀锌带来困难。硅对镀锌层的影响可以归结为以下几点[2]：

4、①硅使铁在锌液中的浸蚀加快。在460℃时，硅含量为0.2%的钢比碳含量为0.2%的钢在锌液中的铁损大了1倍。含硅钢在锌液温度为520℃下具有最大的重量损失。②硅对镀层厚度有明显影响。低硅钢板在镀锌后获得致密的Fe-Zn合金层，而含硅量达到0.3%时，?]1被破坏，使?_结晶变成粗大而自由生长的晶体，这种反应的产物是疏松的。③硅还会影响镀层外观。当硅含量在0.06～0.07%时，镀层表面灰暗色斑点最多，由于?]1迅速长大，?_相晶粒被迫向表面推移，致使表面锌层很薄甚至不存在。　　3锌液成分的影响　

5、　3.1锌液中铝含量的影响　　锌液中的铝含量对镀层结构具有决定性的影响。由于铝对铁的亲合力强，锌液中铝优先在钢基表面形成很致密的，薄且韧的Fe-Al金属间化合物（Fe2Al5、FeAl3），并牢固地附在钢基表面，6起粘附镀层的媒介作用；同时可抑制Fe-Zn合金层的生长（特别是抑制脆性的?_相的生长），从而改善镀层韧性。随着铝含量的增加，?`相（即纯锌层）逐渐增加[3]。而在镀层各组成相中，?`相的韧性最好。因此，从控制锌层附着力的角度来说，铝含量越高越好。此外，铝还与锌液中的氧化铝、氧化锌等杂质

6、结合，形成不与带钢相粘合的物质，并能上浮到锌液表面，易于去除。　　3.2锌液中铁含量的影响　　当锌液温度为450?C时，铁在锌液中的饱和溶解度为0.03%，若铁含量进一步增加，则铁与锌生成铁-锌合金，沉入锌锅底，即为底渣。此外，还与锌锅中的铝反应，生成以Fe2Al5为主要成分的浮渣，减少了锌液中的有效铝含量，使镀层粘附性变差。而且这些渣一旦附着在带钢表面，会形成锌粒缺陷，影响镀锌板的表面质量。另外，铁的存在会增加锌液的粘度和表面张力，从而降低锌液对带钢表面的浸润能力，使镀锌时间延长。　　3.3锌

7、液中铅含量的影响　　由于铅的熔点低，所形成的Pb-Zn固溶体可降低锌液熔点，延长锌液凝固时间，从而延长晶粒长大时间，促进大锌花的形成。同时，铅的存在也可降低锌液的粘度和表面张力，从而提高锌液对带钢表面的浸润能力。且锌液中的铅含量愈高，锌液的粘度和表面张力愈小，锌液对带钢表面的浸润能力愈强。但当铅含量超过1%时，铅在晶界的偏析会导致晶界腐蚀，使镀层老化。此外，如含铅镀锌板长期放置在仓库中或高温潮湿的地方，镀层会变黑，产生黑斑缺陷；铅的存在也会对环境产生污染，危害人体健康。　　4锌液温度和带钢入锌锅

8、温度的影响　　4.1锌液温度的影响6　　锌液温度升高能加快Fe-Zn之间的扩散速率，在低于480?C时，铁损按低抛物线规律随镀锌时间而变化。当温度接近480?C时，Fe-Zn合金层增厚很快，并且主要是增加了脆性的?_相，使镀层的塑性变坏。镀锌温度超过480?C，特别是达到500?C时，铁的溶解量以极快的速度增长。　　当温度大于480?C时，?_相晶体形成速度变得很小，仅能形成少许几个带有较大空隙的晶核，这样液态锌就会浸入到这些空隙中，并且可以一直深入到?]1相，甚至会引起?]1相沿晶界的溶解，从