涂层钢板

涂层钢板

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涂层钢板又称镀层钢板。在具有良好深冲性能的低碳钢板表面涂覆Sn，Zn，Al，Cr，Pb-Sn合金，有机涂

料和塑料等的制品的统称。常用的涂(镀)层钢板包括镀锡薄板，无锡钢板，镀锌钢板，镀铝钢板，镀铅-

锡合金钢板和有机涂层钢板等。

镀锡薄板：

在厚度0.1～0.32mm的钢板表面镀纯锡的制品。镀锡薄板表面光亮，耐腐蚀，有深冲成型的润滑性，锡焊

性良好，能进行精美的印刷和涂饰，广泛用于食品罐头工业和制作轻便

涂层钢板耐蚀器皿。14世纪，欧洲出现手工镀锡板。1730年英国首先实现了热镀锡钢板的工业生产。1934年德国开始进行电镀锡板的工业生产试验。1937年美国建成第一条带钢连续电镀锡作业线。1962年

中国开始生产热镀锡板，1972年开始生产电镀锡板。1979年中国第一条大型连续快速电镀锡作业线在武

汉投产。镀锡薄板在中国长期称为“马口铁”。1973年在中国镀锡薄板会议上正式改称现名。生产方法

有热镀和电镀两种：

热镀

有连续镀和单张镀两种方式。经过脱脂、退火和平整的冷轧板,酸洗净化后,通过ZnCl2和NH4Cl组成

的熔剂，再通过熔融的锡锅，制成热镀锡板。

电镀

全采用连续镀方式，按所用镀液成分分为碱性法和酸性法。①碱性法,镀液的主要成分为锡酸钠,已较

少应用。②酸性法，为电镀锡的主要方法。有硫酸亚锡型又称弗洛斯坦(Ferostan)型、卤素型和硼氟酸亚

锡型三种，以硫酸亚锡型应用最多。这种工艺在镀槽内以锡棒作阳极,带钢为阴极。锡阳极溶解成Sn2 进

入镀液中，Sn2 在阴极还原成金属锡,沉积在带钢表面。电镀的锡层需加热到锡的熔点(231.9℃)以上,使

其软熔以达到镀层结构致密，表面光亮。最后经以铬酸为主的溶液钝化处理，并涂油。电镀锡生产效率高，成本低，镀层薄而均匀，质量稳定。镀层有不同的厚度（通常有 5.6、11.2、16.8和22.4g/m2四种

厚度），有单面镀或双面镀，可根据不同用途生产。因此，电镀锡法几乎全部取代了热镀锡法。无锡钢

板(tin-free steel) 它的表面镀膜的下层是金属铬，上层是铬的水合氧化物。镀膜结构见图；这种钢板

生产成本低，可代替镀锡薄板，多用作啤洒、碳酸饮料等的罐头包装材料。1953年美国用浸渍铬酸处理

法制成名为“Hinac”的无锡钢板和用电解铬酸盐-磷酸盐处理法制成名为“TFS-210”的无锡钢板。1961～1966年日本研制成Hitop、Can Super、Super Coat等铬型无锡钢板，从此开始生产多种无锡钢板。1967年美国研究成在电镀锡作业线上生产铬型无锡钢板。

无锡钢板的前处理工序和装置与电镀锡完全相同。电解铬酸盐处理作业线有一步法和二步法（又称一

液方式和二液方式）。一步法是带钢通过含CrO3·H2SO4和氟化物的电解液，析出金属铬和铬的水合氧化物；二步法是带钢镀铬后，再重新通过铬酸处理，析出铬的水合氧化物。

镀锌钢板：

镀锌是一种经济而有效的防止钢材腐蚀的方法,镀锌钢板厚度一般为0.35～3mm。英文“galvanizing”意

指镀锌层可对钢板有电化学保护作用。1742年法国人梅洛曼 (Melomin) 涂层钢板研究热镀锌法取得成功。1836年法国人索雷尔 (Sorel)将热镀锌方法应用于工业生产。 1837年英国人格劳福德 (H. W.Grawford)

取得熔剂法热镀锌专利。1935年美国人森吉米尔 (T.Sendzimir)提出用保护气体还原法进行带钢连续热

镀锌，通称“森吉米尔法”。1937年美国建成第一条森吉米尔法连续热镀锌作业线。中国于40年代在鞍

山开始生产热镀锌板，1979年在武汉建成第一条带钢连续热镀锌作业线。

热镀法

薄板镀锌有热镀法和电镀法两种。热镀的锌层厚度一般为60～300g/m2（单面）,用于要求抗蚀性较

强的部件。电镀的锌层为10～50g/m2（单面），多用于涂漆部件或对耐蚀性要求不高的不涂漆部件。热

镀法按前处理方式分熔剂法和保护气体还原法。熔剂法是把经过退火处理的钢板酸洗，清除表面的氧化物，再通过含有ZnCl2和NH4Cl的熔剂槽，然后进入熔融的锌槽镀锌。保护气体还原法广泛用于带钢连续

热镀锌。带钢先通过火焰加热的预热炉，烧掉表面残油，同时在表面生成氧化铁膜;再进入含有H2、N2混

合气体的还原退火炉加热到710～920℃，使氧化铁膜还原成海绵铁。表面净化和活化了的带钢冷却到稍

高于熔锌的温度后，进入450～460℃的锌锅，利用气刀控制锌层厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理，以

提高耐白锈性。

电镀法

按所用镀液分碱性法和酸性法。碱性法的镀液价格高，污染环境，生产效率低，镀层质量差，实际上

已不采用。酸性法的镀液的主要组成为ZnSO4·7H2O、NH4Cl和Al2(SO4)3·18H2O等。以纯锌为阳极，带

钢为阴极，在电流作用下，锌阳极板被溶解成Zn2 进入镀液，而Zn2 在阴极被还原成金属锌沉积在带钢

表面。镀层经磷酸盐和铬酸盐混合溶液处理，可提高涂饰性，电镀锌钢板的表面光亮平滑，过去主要用于

汽车工业。近年来应用范围扩大到电器工业及其他方面，促进了电镀锌板工业的发展。70年代还发展出

单面镀锌板。

镀铝钢板：

镀纯铝或含硅5～10％的铝合金的钢板能抗SO2、H2S和NO2等气体的腐蚀，抗氧化性和热反射性也很好。多用于制造汽车排气系统、加热炉的部件和用作建筑材料等。

工业生产镀铝钢板有热镀法和电泳法两种。1930年美国首先采用热镀铝工艺，生产镀铝钢板，其工

艺同森吉米尔热镀锌法基本相似。由于铝的化学活性大，熔点(660℃)高于锌(419.45℃)，因而使操作温

度增高,工序复杂。热镀铝时，槽温保持在670～710℃，这时铁与铝迅速反应生成浮渣，所以需用镶有陶

瓷衬里的容器，而不可用铁锅熔铝。熔融铝和钢基接触很快形成Fe－Al系金属化合物。合金层性脆，影

响塑性加工的成形性，所以多在铝锅中加入约 5～10％的硅，以减小合金层厚度。普通的热镀铝板按添加

硅的Ⅰ型板和不加硅的Ⅱ型板两种镀层成分生产。镀层厚度为70～150g/m2。 1962年英国研究电泳镀铝

法取得成功，并建成第一条带钢连续电泳镀铝生产工艺作业线。此法是将铝粉用电泳方法均匀地涂覆在带

钢表面，然后经过小变形量的轧制，使铝粉之间、铝粉和钢基之间紧密地结合，再经500～700℃烧结处理，在表面形成无孔隙的纯铝层。由于热处理的时间短，所以生成的合金层极薄，改善了塑性加工的成形性。 70年代世界上镀铝钢板主要还是用热镀法生产，因为此法比较经济。为了提高镀铝板的耐蚀性和耐

热性，美国近年研究生产Al-Zn-Si合金镀层钢板和Al－Ti合金镀层钢板。后者的耐热性相当409型不锈钢。镀铅－锡合金钢板(terne coated sheets) 主要是指镀有含锡5～20％的铅-锡合金镀层的钢板。这

种钢板具有优越的耐蚀性，特别是能抗石油制品的腐蚀，还有深冲成形的润滑性、可焊性等，广泛用于制