采用高速蒸发结合等离子工艺的新型薄板涂镀系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2004年第1期钢铁译文集55采用高速蒸发结合等离子工艺的新型薄板涂镀系统BertScheffel等摘要高速蒸发结合等离子体处理是一种发展前景广阔的薄板涂镀新方法，采用这种新方法所得到的薄板镀层具有更高的耐腐蚀性和适用性。为了评估PVD(物理气相沉积)涂镀法的应用前景，用薄板、热浸镀板和电镀板进行了试验对这些样品进行了大功率等离子体的顸处理，然后用沉积速率很高(1“ms级)的PVD工艺进行涂镀。研究了成分和微观组织与镀层性能之间的关系，并重点关注了镀层的

2、耐腐蚀性、耐磨性、表面磷化和涂料附着性。结果发现，用气相沉积法给镀锌板涂镀几百纳米厚的金属膜或无机膜，能在相当程度上提高它的耐蚀性。用气相沉积法给耐强腐蚀薄板涂镀钛层或不锈钢层的过程中进行等离子活化处理，能大大提高它的耐腐蚀性。最后，文章还分析了其工业应用的可行性并且评估了投资成本和生产成本。1目标和范围统将达到下列目标：(1)提高热镀锌钢板的耐腐蚀性和其它除了普通连续带钢涂镀法，如热浸镀锌应用性能。(2)为电镀带钢提供暂时性防腐和电镀锌，物理气相沉积法(PVD)为沉积法保护，为有机涂镀提供良好的附着

3、性。(3)为涂镀系统提供了一种引人注意的新途径。如应用于恶劣腐蚀性环境的带钢提供高级耐腐只采用普通工艺，这种涂镀法很难实现，甚至根本不可能实现。蚀涂镀层。将PVD沉积涂镀技术应用于锌和锡基1．1涂镀系统1体上，取代传统的电解沉积或热镀法，过去曾提高热镀锌板的耐腐蚀性和其它应用性进行过反复研究，但这些方法直到现在在工能。热镀锌薄板具有高耐腐蚀性，广泛应用业上仍未得到普遍承认。于建筑、汽车和家用电器领域。只有当PVD法的带钢涂镀速度达到采用锌合金能进一步提高耐腐蚀性能。lm／s以上时，它的优越性才能在工业

4、生产上往镀锌槽中添加5％的铝可使耐腐蚀性和成体现出来。过去的几年中，PVD工艺的开发形性得到提高。如在热镀锌之后立即对带钢取得很大进步，特别是在快速蒸发方面。本施以500℃的短时热处理，就会形成一个含文中所述研究工作之目的是评估这些先进的铁8～11的锌铁合金层。这种经退火处高速蒸发涂镀工艺的实际应用前景。采用高理的镀锌板表面质量佳、电阻点焊性能好、油速蒸发工艺开发出了三种新型的带钢涂镀系漆后耐腐蚀性强。统，如仅采用传统工艺，这些涂镀系统是不可尽管有这些优点，但很多方面还需要进能开发出来的。并用金相法和

5、表面分析法对一步改进。晶界处及镀层表面的富集铝限制它们进行了研究。另外，还对与实际应用密了点焊适应性和附着性。汽车工业中采用的切相关的各种特征进行了测试。新型涂镀系磷酸盐处理工艺需加入氟化物，这就要考虑维普资讯http://www.cqvip.com56钢铁译文集2004年第1期到环保问题。当退火处理镀锌板出现临界成环保、以氧化硅和氧化钛为基础的全新处理形应力的情况时，会产生部分镀层剥皮(粉状方法的可行性研究，以取代普通的湿法化学或片状)现象。预处理及中间处理方法。为此，新法得到的越来越激烈的国际竞争

6、和更高的环保标沉积镀层必须具有两个主要的功能：准，促使用户尤其是汽车工业方面对薄板的(1)在薄板接受进一步加工之前的存放表面质量提出了更高的要求。用户期待的薄期间，为薄板提供临时性的防腐保护。板既有最佳的成形性，又具更好的涂镀附着(2)为后来的有机涂镀提供良好的附着性；既有良好的焊接性能，又具更优的耐腐蚀性，尤其是在腐蚀性环境中。性。而且，通过使用更优的材料，还要能降低另一方面，与其它预处理的要求一样，必整个制造成本，并且必须符合环保标准。须确保涂镀板的可加工性能，即可成形性、点本涂镀系统所要达到的目

7、标是通过采用焊适应性和粘接性。高速蒸发技术后产生薄的含镁层，然后进行1．3涂镀系统3有限热处理，从而改善热镀锌板的使用和加为应用于恶劣腐蚀性环境的带钢提供高工性能。有限热处理的作用是确保镁扩散进级耐腐蚀涂镀层。带钢镀锌层或锌合金镀层镀锌层，形成一个锌镁合金层。应使锌镁合的防腐性能主要是以阴极保护作用为基础金在镀层的表面有更高的浓度。这样，不仅的。但在酸性或强碱性腐蚀介质中，这种镀可大幅提高耐腐蚀性，还可得到更好的耐摩层的隔离作用不够。而且镀锌层或锌合金镀擦性能。因为耐腐蚀性得到了大大提高，所层在高温环

8、境下也不起作用。当然，采用不以便可降低镀层的总厚度，从而使点焊和环锈钢镀层可以满足防腐要求，但高昂的价格保适应性得到提高，同时还降低了制造成本。是其最大的缺点。1．2涂镀系统2‘通过铁一铬一镍或钛的气相沉积在薄板为电镀带钢提供暂时性防腐保护，为有上形成镀层，也许是一种替代方法。于是，便机涂镀提供良好的附着性。目前，对薄板的研究了在高速蒸发过程中采用等离子活化处镀锌层或锌合金层的临时性防腐保护，最常理，以期制造出有延性、无裂纹、无气泡、附着见的方法是防腐油