热镀铝锌合金镀层板生产以及应用

    慧聪表面处理网讯：1　前言

    随着地球环境的日趋恶劣，为节约能源，延长材料的使用寿命，建筑、汽车等行业用户对材料的耐蚀性及耐候性等提出了更高的要求，为满足用户的这一需求，研发了热镀Zn-Al系列合金镀层板，其中具有代表性及获得广泛应用的品种是美国伯利恒钢铁公司于20世纪60年代开发的55%Al-Zn-1.6%Si(Galvalume)和国际铅锌协会于20世纪80年代组织研发的Zn-5%Al-0.1%Ce、La(Galfan)。Galvalume从1972年伯利恒钢铁公司开始商业性生产到现在，国外已有42个公司先后取得了该产品的生产许可证，目前其年生产能力已达到1200万吨左右，产品广泛应用于建筑、汽车等行业。我国对热镀铝锌合金镀层板的研究、生产及应用可以说仍是一片空白，目前仅建成无锡新大中、宝钢及攀钢3条线，且攀钢和宝钢热镀铝锌合金镀层板生产线刚开始进入试生产阶段。因此，探讨热镀铝锌合金镀层板的生产工艺技术及产品质量特性，对我国热镀铝锌合金镀层板的生产，以及用户的合理使用该产品具有十分重要的现实意义。

    2　生产工艺特性

    2.1　清洗：较普通热镀锌板生产而言，铝锌合金镀层钢板的生产对基板清洁度有更加严格的要求。这是由于热镀铝锌合金时，镀液铝含量较高、镀液温度较高、铝易氧化、易产生锌蒸汽，从而易恶化镀层附着性。因此，为确保镀层粘附性，热镀铝锌合金镀层板生产一般需采用炉外清洗，即在退火炉前设置电解脱脂清洗段。

    2.2　退火：热镀铝锌合金镀层板的退火与普通热镀锌板相比有两个问题需考虑：一是对LCAK钢如何实现在线过时效处理，因其过时效的最佳温度为300～350℃，而带钢入锌锅温度要求大于550℃；二是由于其镀液温度比锌的熔点高出200℃左右，易引起炉鼻处锌的蒸发，这种锌蒸汽附着在带钢上，就会使产品产生漏镀缺陷，因而需确保炉内强的还原性气氛和严格控制炉鼻处的零点温度。鉴于此，国外一些生产厂家将炉内H2含量提高到了40%～60%，炉鼻处的零点温度控制在-50℃以下。

　　2.3　热镀：由于Al-Zn合金熔点较高，故其镀液温度比普通热镀锌温度高，最佳温度范围为620～650℃。为获得较好的镀层附着性，带钢入锌锅温度要比镀液温度低约50℃。为了细化富铝的枝晶组织，减少枝晶间富锌的晶粒的体积分数，以提高镀层耐蚀性(富铝枝状晶细小、晶间的间隙小，枝晶间富锌的晶粒要少、且细密地分散在镀层中)，镀后需要快速冷却，冷却速度一般要求10～30℃/s。

    2.4　镀后处理：与普通热镀锌相同，热镀铝锌合金镀层板一般也进行铬酸钝化后处理。但近年来，为提高热镀铝锌合金镀层板的成形性及环保性，将辊涂丙稀酸工艺开始逐渐取代传统的铬酸钝化，且无铬有机钝化逐渐受到广泛关注。此外，就热镀铝锌合金镀层板用作彩涂基板而言，因其表面较普通热镀锌板干净，且对预处理较敏感，预清洗过度，会导致镀层表面变黑，降低涂层粘附性，所以其预处理要求要温和些。

    3　产品质量特性及应用

    热镀锌铝合金镀层板表面平整，呈银灰色，有金属光泽，其表面为均匀分布的Al-Zn合金晶花。其镀层表层为实心树枝状晶体，其枝晶部分为富铝的α相固溶体，枝晶间是富锌的伪共晶β相，内层为Al-Fe-Si-Zn金属间化合物层(如图2及表1所示)。

    铝锌合金镀层板镀层的组织结构决定了其具有如下质量特性：

    1)由于铝的非动态化保护作用和锌的牺牲阳极保护作用的复合，因而热镀锌铝合金镀层板(简称GL)的显著性能特点是具有优异的耐蚀性，热镀铝锌合金镀层钢板镀层耐蚀性是普通热镀锌板的2～6倍。此外，GL板在使用的中、后期还表现出具有优异的耐切口腐蚀性。

    2)由于铝的熔点较高、且具有较强的耐氧化和热反射性，因而GL板具有优良的耐高温腐蚀性能。GL板允许在300℃的工作环境下长期使用，可在500～600℃高温环境下短期使用。GI的工作环境温度一般仅允许为室温，极限工作温度为230℃。

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