热镀锌镀层影响因素课件.ppt

1、生产热镀锌钢板的难点在于获得优良的镀层性能，即良好的镀层粘生产热镀锌钢板的难点在于获得优良的镀层性能，即良好的镀层粘附性，优良的镀层加工成型性，美观而又能满足不同用户需求的表附性，优良的镀层加工成型性，美观而又能满足不同用户需求的表面特性。面特性。热镀锌钢板镀层结构一般由热镀锌钢板镀层结构一般由Fe-Al层、层、Fe-Zn合金层、纯锌层组成，合金层、纯锌层组成，其各自的结构、厚度及表面形态等决定了镀层性能。因而影响热镀其各自的结构、厚度及表面形态等决定了镀层性能。因而影响热镀锌的因素可归结为影响镀层结构的因素。锌的因素可归结为影响镀层结构的因素。影响热镀锌层的因素主要有：钢基成分、带钢表面形态

2、、锌液成分、影响热镀锌层的因素主要有：钢基成分、带钢表面形态、锌液成分、锌液温度及带钢入锌锅温度等。锌液温度及带钢入锌锅温度等。钢中含碳量对铁在锌液中溶解度的影响钢中含碳量对铁在锌液中溶解度的影响u钢基中的碳含量对热镀锌有显著影响。碳含量越高，钢基中的碳含量对热镀锌有显著影响。碳含量越高，Fe-Zn反应越剧反应越剧烈，烈，Fe-Zn合金层变厚，使镀锌层粘附性变差。（合金层变厚，使镀锌层粘附性变差。（0.15%）u碳也会影响镀锌层的表面质量，对于含碳量高的镀锌原板，若退火温碳也会影响镀锌层的表面质量，对于含碳量高的镀锌原板，若退火温度太高，碳会在钢板表面富集，形成渗碳体，从而提高钢板表面张力，度

3、太高，碳会在钢板表面富集，形成渗碳体，从而提高钢板表面张力，降低锌液对钢板表面的浸润能力，使锌液不能在钢板表面均匀流动，在降低锌液对钢板表面的浸润能力，使锌液不能在钢板表面均匀流动，在热镀锌时，形成锌瘤缺陷。热镀锌时，形成锌瘤缺陷。不同含碳量的热镀锌层形貌不同含碳量的热镀锌层形貌(wt%)(a)0.17;(b)0.08aFe-Zn合金层bu钢中硅含量超过钢中硅含量超过0.04%时，硅会将带钢表面的氧化铁还原，生成硅的时，硅会将带钢表面的氧化铁还原，生成硅的氧化物并在带钢表面富集，氧化硅层有两大不利作用。氧化物并在带钢表面富集，氧化硅层有两大不利作用。u会使锌液在基板表面的浸润性严重恶化，导致锌

4、液很难镀到带钢表面，会使锌液在基板表面的浸润性严重恶化，导致锌液很难镀到带钢表面，镀后的镀层也很不均匀，造成严重的镀锌不良，特别严重时镀层用手也镀后的镀层也很不均匀，造成严重的镀锌不良，特别严重时镀层用手也能剥下来。能剥下来。u在镀锌时降低了钢基的活性，对铁的溶出有抑制作用，特别抑制在镀锌时降低了钢基的活性，对铁的溶出有抑制作用，特别抑制Fe-Al化合物的形成，从而失去阻碍化合物的形成，从而失去阻碍Fe-Zn合金层形成的作用，导致合金层形成的作用，导致Fe-Zn化化合物变厚，形成灰色无光泽的镀层，而且镀层的黏结性很差。合物变厚，形成灰色无光泽的镀层，而且镀层的黏结性很差。u热镀锌原板一般要求硅

5、含量热镀锌原板一般要求硅含量0.03%，对于专业生产硅钢镀锌板的生产，对于专业生产硅钢镀锌板的生产线而言，可在锌液中加入线而言，可在锌液中加入0.05%的镍来解决硅钢板的镀锌问题。的镍来解决硅钢板的镀锌问题。u随着钢板表面粗糙度的增加，镀层厚度增加。因为如果钢板的表面粗随着钢板表面粗糙度的增加，镀层厚度增加。因为如果钢板的表面粗糙度大，钢表面生成的糙度大，钢表面生成的Fe-Zn合金层为海绵状组织，比光滑的合金层为海绵状组织，比光滑的Fe-Zn合合金层表面从锌锅中带出更多的锌液，由此生成更厚的纯锌层。金层表面从锌锅中带出更多的锌液，由此生成更厚的纯锌层。u粗糙表面的棱角部位突出，粗糙表面的棱角部

6、位突出，相最易在棱角上形成，所以表面愈粗糙，相最易在棱角上形成，所以表面愈粗糙，其镀层其镀层相愈发达，从而相愈发达，从而Fe-Zn合金层愈厚。合金层愈厚。u钢板的平均表面粗糙度小，则镀层厚度均匀，镀层的外观及附着性均钢板的平均表面粗糙度小，则镀层厚度均匀，镀层的外观及附着性均佳。佳。u影响带钢表面清洁度的主要因素是带钢表面残留的轧制乳化液。随着影响带钢表面清洁度的主要因素是带钢表面残留的轧制乳化液。随着轧制乳化液中油脂含量的提高，残留在带钢表面的油脂在预热炉中越不轧制乳化液中油脂含量的提高，残留在带钢表面的油脂在预热炉中越不易被除尽，干扰热镀锌时正常易被除尽，干扰热镀锌时正常Fe-Zn合金层的

7、形成，从而恶化了镀层的合金层的形成，从而恶化了镀层的粘附性能。粘附性能。u带钢表面残留有铁粉及未被还原的氧化物质点等杂质，在热镀锌时，带钢表面残留有铁粉及未被还原的氧化物质点等杂质，在热镀锌时，锌晶体有可能在此类杂质处形核、长大，形成锌粒缺陷。锌晶体有可能在此类杂质处形核、长大，形成锌粒缺陷。u现代连续热镀锌生产中，铝是向锌液中添加的最关键的元素之一。现代连续热镀锌生产中，铝是向锌液中添加的最关键的元素之一。u锌液中添加一定量的铝，可以提高镀层粘附性、改善镀层加工成型锌液中添加一定量的铝，可以提高镀层粘附性、改善镀层加工成型性能、净化锌液、减少或消除底渣、改善产品表面质量。性能、净化锌液、减少

8、或消除底渣、改善产品表面质量。u若锌液中铝含量控制不当或波动太大，则容易产生锌液流痕、锌粒、若锌液中铝含量控制不当或波动太大，则容易产生锌液流痕、锌粒、镀层凹坑等缺陷。镀层凹坑等缺陷。锌液铝含量对其流动性的影响锌液铝含量对其流动性的影响460460锌液中造渣关系示意图锌液中造渣关系示意图铝含量对锌液铝含量对锌液的流动性有较的流动性有较大影响，而锌大影响，而锌液流动性不同液流动性不同会对镀层的均会对镀层的均匀性和质量有匀性和质量有较大影响较大影响在温度一定的情况下，有效铝和游在温度一定的情况下，有效铝和游离铁的含量沿铁铝平衡线一一对应，离铁的含量沿铁铝平衡线一一对应，铝含量波动会导致铁的溶解度变

9、化，铝含量波动会导致铁的溶解度变化，形成造渣反应。形成造渣反应。u锌液中的铁含量一般控制锌液中的铁含量一般控制 在小于在小于0.03%；u铁含量增加，铁与锌结合生成以铁含量增加，铁与锌结合生成以FeZn7为主要成分的底渣，并与锌液为主要成分的底渣，并与锌液中的铝发生反应，生成以中的铝发生反应，生成以Fe2Al5为主要成分的浮渣。渣附着在带钢表面，为主要成分的浮渣。渣附着在带钢表面，会形成锌粒缺陷，影响镀锌板的表面质量；会形成锌粒缺陷，影响镀锌板的表面质量；u铁与铝结合，减少了锌液中有效铝含量，从而使镀层粘附性变坏；铁与铝结合，减少了锌液中有效铝含量，从而使镀层粘附性变坏；u铁的存在可增加锌液的

10、粘度，降低锌液流动性，提高表面张力，从而铁的存在可增加锌液的粘度，降低锌液流动性，提高表面张力，从而降低锌液对钢板的浸润能力，使镀锌时间延长。降低锌液对钢板的浸润能力，使镀锌时间延长。(c)+1+2+3(b)+1+2+3(a)+2+1+3试验条件：板厚试验条件：板厚0.37mm；锌液铝含量：；锌液铝含量：0.18%；锌锅温度；锌锅温度475带钢不同入锌锅温度条件下镀层形貌带钢不同入锌锅温度条件下镀层形貌(a)475；(b)495；(c)525谱图谱图AlFeZn总和总和图2(a)11.679.0189.32100.0021.876.0292.11100.003-1.3598.65100.00图

11、2(b)1-2.5997.41100.002-0.9999.01100.003-0.8799.13100.00图2(c)11.848.0590.11100.0021.636.1492.23100.003-1.2198.79100.0010m(c)Zn(a)10mFeAl(b)10m带钢不同入锌锅温度条件下镀层截面面扫描带钢不同入锌锅温度条件下镀层截面面扫描(a)475；(b)495；(c)525带钢不同入锌锅温度条件下带钢不同入锌锅温度条件下Fe-Al抑制层微观形貌抑制层微观形貌(a)475；(b)495；(c)525(c)+1(b)+1+2(a)+1+2+3+2带钢不同入锌锅温度条件下带钢不

12、同入锌锅温度条件下Fe-Al抑制层点扫描成分定量分析（抑制层点扫描成分定量分析（wt%）(a)475；(b)495；(c)525谱图谱图AlFeZn总和总和图4(a)14.6455.4939.87100.0021.1615.3883.46100.0030.8821.9777.15100.00图4(b)115.6279.005.38100.00212.1979.708.11100.00图4(c)18.6946.2345.08100.0028.2836.8954.82100.00带钢入锌锅温度是影响锌层粘附性的重要因素之一。带钢入锌锅温度是影响锌层粘附性的重要因素之一。在带钢连续热镀锌过程中，带钢

13、入锌锅温度显著影响基板与镀层在带钢连续热镀锌过程中，带钢入锌锅温度显著影响基板与镀层间间Fe-Al抑制层的形貌与结构，进而影响镀层的结构与性能。抑制层的形貌与结构，进而影响镀层的结构与性能。当带钢入锌锅温度较低时，钢基界面没有足够的热量保证当带钢入锌锅温度较低时，钢基界面没有足够的热量保证Fe-Al抑抑制层的有效形成，镀层中会形成较厚的制层的有效形成，镀层中会形成较厚的Fe-Zn合金层，影响镀层粘合金层，影响镀层粘附性；当带钢入锌锅温度较高时，附性；当带钢入锌锅温度较高时，Fe-Al抑制层颗粒变得粗大，抑抑制层颗粒变得粗大，抑制层的均匀性和致密性均受到破坏，其阻止制层的均匀性和致密性均受到破坏

14、，其阻止Fe-Zn扩散的能力下降，扩散的能力下降，镀层中也会形成较厚的镀层中也会形成较厚的Fe-Zn合金层。合金层。由于带钢的厚度不同，则带钢带入反应区的热量也不同。过高的由于带钢的厚度不同，则带钢带入反应区的热量也不同。过高的带钢入锌锅温度还易引起锌粒缺陷，影响镀锌板的表面质量，所以带钢入锌锅温度还易引起锌粒缺陷，影响镀锌板的表面质量，所以根据带钢的厚度来确定不同的带钢入锌锅温度。根据实验，带应控根据带钢的厚度来确定不同的带钢入锌锅温度。根据实验，带应控制带钢入锌锅温度高于锌液温度制带钢入锌锅温度高于锌液温度1025。u锌液温度升高能加快锌液温度升高能加快Fe-Zn之间的扩散速度，锌液温度对铁损的影响之间的扩散速度，锌液温度对铁损的影响规律如图所示。锌液温度升高会促使规律如图所示。锌液温度升高会促使Fe-Zn合金层增厚及锌渣的生成，合金层增厚及锌渣的生成，Fe-Zn合金层增厚严重影响镀层的粘附性。合金层增厚严重影响镀层的粘附性。u锌锅温度的波动也会导致锌渣的产生，所以锌锅温度应该控制稳定。锌锅温度的波动也会导致锌渣的产生，所以锌锅温度应该控制稳定。锌液温度对铁损的影响规律锌液温度对铁损的影响规律