电镀锌耐指纹生产工艺优化

电镀锌耐指纹生产工艺优化
孙晨航;曹洋;蒋鹏
【期刊名称】《金属世界》
【年(卷),期】2016(000)002
【总页数】4页(P56-59)
【作者】孙晨航;曹洋;蒋鹏
【作者单位】本钢浦项冷轧薄板有限责任公司，辽宁本溪 117000;本钢浦项冷轧薄板有限责任公司，辽宁本溪 117000;本钢浦项冷轧薄板有限责任公司，辽宁本溪 117000
【正文语种】中文
作者单位：本钢浦项冷轧薄板有限责任公司，辽宁本溪 117000
内容导读
由于电镀锌钢板的优越性能，其使用范围越来越广，市场需求量也越来越大。

然而电镀锌钢板的锌层厚度较薄，容易在空气中尤其是潮湿的环境中被腐蚀，生产企业一般会采取耐指纹膜处理。

在耐指纹产品的实际生产中，盐雾时间是评价耐指纹产品防锈能力的主要指标，耐指纹产品在生产过程中会出现耐指纹膜过厚的问题，该问题不但影响耐指纹产品的导电性还会导致耐指纹液吨钢消耗过高，造成生产成本增加。

通过对耐指纹工艺参数进行优化解决了耐指纹膜厚的问题。

随着国内家电行业的迅速发展，客户对导电性好、耐腐性优越的电镀锌钢板需求量越来越大，由于电镀锌钢板对表面质量要求较高，并且锌层厚度较薄，容易在空气中尤其是潮湿的环境中被腐蚀，因此需要对电镀锌后的钢板进行后处理以进一步提
高产品的防腐性能。

为提高电镀锌产品优良的防腐性能，本钢浦项电镀锌产品主要使用耐指纹膜处理，即在表面锌层上涂覆一层以树脂为主要成分的透明薄膜，通过加热固化到锌层表面，抑制锌层的阳极反应，从而保护镀锌层。

但在保证耐指纹产品防止表面腐蚀的前提下，也要考虑对耐指纹液的吨钢消耗量的控制。

本钢浦项电镀锌机组采用的是卧式辊涂耐指纹处理方式。

耐指纹涂机主体结构包括：涂辊、提料辊、料盘、支撑辊、转向辊。

使用的耐指纹液为帕卡SG-E310KN型
耐指纹液，其主要主要成分为：树脂、硅烷等。

混合后的耐指纹液由工作罐打入料盘中，通过提料辊将耐指纹液带到涂辊上，涂辊再以一定的压力和速度将耐指纹液涂覆在带钢表面。

涂辊和提料辊均可调速，辊隙及涂辊和带钢压力可自动调整，以保证各种膜厚和均匀的涂层，当带钢焊缝通过时辊涂机涂辊可迅速自动开合。

耐指纹液通过涂辊均匀的覆盖在锌层表面，经过红外烘干机，在PMT>80℃的情
况下发生固化反应，在带钢表面形成一层透明的耐指纹膜。

耐指纹膜生产中的问题
在耐指纹产品实际生产中，盐雾时间是评价耐指纹产品防锈能力的主要指标。

不同客户对耐指纹产品的盐雾时间要求也不同，普遍客户要求耐指纹产品的盐雾时间保证值为72 h，极少部分客户要求盐雾时间为96 h，电镀锌机组涂机参数见表1。

目前主要的问题是产量占绝大部分的盐雾要求72 h的耐指纹产品在生产过程中出现由于耐指纹膜过厚导致的耐指纹能力过剩的问题(图1)，导致耐指纹导电性不良
的同时增加了耐指纹液的吨钢消耗，因此需要系统优化耐指纹涂机的工艺参数。

原因分析
◆ 提料辊与涂辊之间压力
提料辊通过在料盘中旋转，将耐指纹液带到提料辊与涂辊之间的缝隙中。

因此提料
辊与涂辊之间压力的大小直接决定了涂辊表面附着的耐指纹液量。

提料辊与涂辊之间压力越大，相应涂辊上附着的耐指纹液量越少，机组目前使用的辊间压力为50 kg。

◆ 涂辊与带钢之间的压力
涂辊与带钢表面接触，通过给涂辊施加一定的压力，使涂辊上的耐指纹液涂覆在带钢表面形成耐指纹膜。

由于提料辊与涂辊间的压力已决定涂辊上耐指纹液的药剂量，因此涂辊与带钢表面的压力主要起到改善耐指纹液涂覆效果的作用。

涂辊与带钢之间压力越大，带钢表面涂覆的耐指纹液越均匀。

但涂辊压力过高会导致涂辊表面的磨损加重，减少涂辊的使用寿命，严重时会出现涂辊条纹缺陷。

◆ 辊速比
辊速比包括提料辊与带钢之间的速度比率，涂辊与带钢之间的速度比率，以机组运行工艺速度的百分比进行控制。

提料辊转速比越高，两辊间带的药液量就越大。

但提料辊转速比过高容易造成耐指纹液的溢出；提料辊转速比过低，容易造成药液量不足导致涂覆不良甚至损伤涂辊。

根据机组提料辊的实际运行状态，将提料辊的转速比定位机组速度的50%，即可满足生产要求。

涂辊的转速比设定在机组速度的150%，稍快于带钢速度，提升涂覆的均匀效果。

◆ 耐指纹固体份
耐指纹液的黏度越大，固体成分越高，两辊的带液量也就越大，膜厚就越厚，盐雾时间越长。

本钢浦项电镀锌机组使用帕卡SG-E310KN耐指纹液，固体成分保持
在(16.0±1.0)%，基本为定值。

为了在保证客户要求的盐雾时间同时，解决耐指纹膜厚过厚的问题，需要找到合理的控制方法，使用不同的辊间压力对典型产品进行涂覆，并将对应的膜重与盐雾时间进行关联，优化涂机工艺参数。

试验方法
使用不同的辊间压力(表2)对典型产品进行涂覆。

取样板使用X射线荧光分析仪(图2)进行耐指纹膜重测试。

在样板表面无划伤处取直径50 mm的钢板圆片，使用X射线荧光分析仪测量膜重。

对样板进行盐雾实验，盐雾实验参数见表3。

盐雾判定标准如下。

9级：表面腐蚀面积≤0.1%；8级：表面腐蚀面积≤0.25%；7级：表面腐蚀面积≤0.5%；6级：
表面腐蚀面积≤1.0%；5级：表面腐蚀面积≤2.5%；4级：表面腐蚀面积≤5.0%；3级：表面腐蚀面积≤10%；2级：表面腐蚀面积≤25%；1级：表面腐蚀面积
≤50%。

判定盐雾合格的标准为相应盐雾时间下，表面锈蚀面积大于7级[4]。

对样板进行膜重测试和盐雾测试，实验结果如图3和图4所示。

结果表明：增加
现有辊间压力，使用60 kg和70 kg辊间压力涂覆带钢，产品表面膜重明显降低。

工艺参数优化
目前已知使用50 kg辊间压力涂覆出现72 h盐雾能力过剩的问题，因此需结合盐雾时间重新制定辊间压力参数。

在原有耐指纹参数不变的情况下，将辊间压力由50 kg升至65 kg时，膜重控制
在1.2～1.3 g/m2范围内时，盐雾实验可满足72 h要求。

将辊间压力提升至55 kg时，膜重控制在1.45～1.55 g/m2范围时，可满足96 h盐雾要求。

通过调整
工艺参数进行试验的结果对比，得出新的耐指纹涂机工艺参数，如表4。

(1) 耐指纹产品耐指纹过厚影响耐指纹产品的导电性还会导致耐指纹液吨钢消耗过高，造成生产成本增加。

(2) 通过优化涂机参数，耐指纹液吨钢消耗降低了0.21 kg。

(3) 优化工艺后，产品的表面膜重明显降低，耐指纹液的消耗指标随之降低，从而节约了成本，提高了企业的经济效益。

【相关文献】
[1]王雷，刘常升，于海云，等. 电镀锌板上复合硅烷膜的制备及性能.东北大学学报，2012，33 (03)：369
[2]王艳青. 电镀锌板无铬耐指纹水性涂料的研制. 哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士学位论文，2011
[3]刘艳红，孙洪利，管连生，等. 电镀锌耐指纹板表面黑斑的分析与控制. 河北冶金，2011(09)：52
[4]杜杰，张扬. 镀锌钝化生产工艺优化. 金属世界，2015(2)：60。