镀锌基础知识

热镀锌钢板及钢带基础知识一、热镀锌板的优点热镀锌及其合金是钢铁材料最常见、最有效、最经济的耐大气腐蚀的工艺之一。

热镀锌钢板具有理想的耐蚀、成形、涂装等综合性能以及成本低、外观好等优点主要应用于建筑、汽车和家电行业。

热镀锌层的电化学电位较钢铁材料电位更负，镀层具有优良的电化学保护性能。

镀层较厚且致密、镀层与钢基体结合力强、耐久性好，镀锌量600g/m2 热镀锌钢材的使用年限可达30年以上。

钢材热镀锌层在使用过程中无需维修，热镀工艺简单，对钢材形状尺寸适应性强，除板带钢材外，热镀工艺还广泛用于钢管、钢丝以及结构零部件，而且生产率高。

镀锌层在经济上与其他防护涂层相比，具有很强的竞争力，特别是对于长期使用的零部件，热镀锌层成本远低于油漆涂层。

二、热镀锌钢板的用途国外热镀锌钢板的最重要应用领域为建筑、汽车、电器三个行业，它们占有热镀锌钢板消费的大部分比例，然而国内情况有些不同，除建筑、汽车业外，轻工业也是一大用户，且农牧渔业、商业也需较大用量。

表1列出了一些热镀锌钢板在一些行业的应用实例。

表1 热镀锌钢板的应用举例三、镀锌牌号及技术要求1、镀锌钢板和钢带牌号的命名常见牌号有DX51D+Z、DX52D+Z、DC51D+Z、DC52D+Z、S350GD+Z等。

镀锌钢板或钢带牌号是由产品用途代号、钢级代号、钢种特性、热镀锌代号（D）、+ 、镀层总类代号五部分构成，具体牌号命名方法如下：A）冷成形用镀锌板：牌号举例：DX51D+Z(或ZF\AZ)、DC51D+Z(或ZF\AZ)、DD52D+Z（或ZF\AZ）DX：第一位字母D表示冷成型用扁平钢材，第二位字母如果为X，代表基板的轧制状态不规定；第二位字母如果为C，代表基板规定为冷轧基板；第二位字母如果为D，则代表基板规定为热轧基板；51~57：二位数字表示钢级别序号；二位数字后一个D是热镀锌的代号；Z表示镀层为纯锌，ZF表示镀锌铁合金、AZ表示镀铝锌。

所以：DX51D+Z就表示产品用途为冷成形用，扁平钢材，未规定基板状态，钢级序列号为51，纯锌镀层，热镀产品。

B）其他镀锌牌号命名示例S350GD+Z：S表示为结构用钢，350表示规定最小屈服强度为350Mpa，G表示钢种特性不规定，D表示热镀锌，+Z表示镀层为锌。

HX340LAD+ZF：表示产品用途为冷成形用高强度扁平钢材，不规定基板状态，规定最小屈服强度为340Mpa，钢种类型为高强度低合金钢，锌铁合金镀层，热镀产品。

HC340/590DPD+Z：表示产品用途为冷成形用，高强度扁平钢材，规定基板为冷轧基板，规定最小屈服强度值为340Mpa，规定最小抗拉强度为590Mpa，钢种类型为双相钢，纯锌镀层的热镀产品。

2、镀锌钢板及钢带牌号及钢种特性见表2表2 镀锌板常用牌号及特性3、表面质量的代号普通级表面FA较高级表面FB高级表面FC4、镀层种类、镀层表面结构、表面处理代号见表3表35、镀锌钢板及钢带尺寸、外形及其允许偏差。

（1）镀锌钢板及钢带公称尺寸范围见表4-1表4-1（2）镀锌钢板及钢带尺寸允许偏差对于规定的最小屈服强度不小于260MPa，但小于360MPa的钢板和钢带，以及牌号为DX51D+Z（ZF）、S550GD+Z（ZF）的钢板和钢带，其厚度偏差符合表4-2表4-26、钢及钢带推荐的镀锌层重量及相应的镀层代号见表5表57、表面处理（1）铬酸钝化（C）和无铬酸钝化（C5）该表面处理可以减少产品在运输和存储期间表面白锈，无铬钝化处理时，应限制钝化膜中队人体健康有害的六价铬成分；（2）铬酸钝化+涂油（CO）和无铬钝化+涂油（CO5）该表面处理可进一步减少产品在运输和储存期间表面产生白锈。

（3）磷化（P）和磷化+涂油（PO）该表面处理可以减少产品在运输和储存期间表面产生白锈，并可改善钢板的成形性能。

（4）耐指纹膜（AF）和无铬耐指纹膜（AF5）表面处理可以减少产品在运输和存储期间表面白锈，无铬钝化处理时，应限制钝化膜中队人体健康有害的六价铬成分。

（5）涂油处理（O）减少储运白锈产生，所涂防锈油一般不作为后续加工用轧制油和冲压润滑油。

（6）不处理（U）订货时须在合同中注明，这种情况下，钢板及钢带表面在运输和储运期间表面比较容易形成白锈和黑点，用户在选用时应慎重。

四、镀锌板的分类1、按镀锌基板分类（1）普碳钢镀锌钢带连续热镀锌大都采用普通低碳钢，其碳含量在0.10%-0.20%之间，镀锌特征和工业纯铁的情况很相似。

在普通低碳钢作为基板进行热镀锌时，其成分中影响最大的元素是碳和硅。

一般而言，钢中碳含量愈高，锌—铁反应就愈强烈，铁损就愈大，而且生成的合金镀层也愈厚，使得镀层变脆，塑性变差，镀层结合力很差。

另外，钢中碳含量过高也会影响镀层的表面质量，常常出现漏镀铁点，而且也易形成锌瘤。

随着汽车工业的发展，对普碳钢的深冲等冷加工成形性能提出了越来越高的要求，钢中的碳含量希望尽可能降低，例如一般冲压钢碳含量小于0.10%，常用的碳含量不大于0.08%（如08Al），优质冲压钢的碳含量不大于0.04%（如K08Al），而超深冲压钢（如无间隙原子IF钢）则达到碳含量不大于0.005%。

(2) 高强钢镀锌为满足热镀锌钢板主要用户之一汽车制造业的减重、节能、安全等需要，汽车用以高强度钢板为基板的热镀锌钢板得到很快发展。

目前国外已开发的或正在开发的高强度钢板有IF高强度钢、烘烤硬化钢、低合金高强度钢、双相钢以及相变诱导塑性钢、碳锰高强钢、马氏体钢等，它们可达到的强度级别示于图1。

图1 各类高强度钢屈服强度和伸长率之间的关系IF 无间隙原子深冲钢；IS 各向同性钢；Mild 软钢；BH 烘烤硬化钢；CMn 碳锰高强度钢；HSLA 高强度低合金钢；DP 双相钢；CP 复相钢；TRIP 相变诱导塑性钢；MART 马氏体钢2、按镀层分类（1）按镀层锌花分类A 大锌花热镀锌板这是一种最原始生产的镀锌钢板，众所周知，锌矿总与铅矿共生，在冶炼锌时，不可能全部除去铅杂质，其含量在0.05%以上就可形成大锌花。

每一朵锌花，其结晶中心都是凸起的，边缘则凹下，其表面是凹凸不平的外观，这对其以后的加工及涂装均不利。

此外由于铅在锌中固溶量极低，在冷却时就会在晶界处析出，在晶界处产生应力及电化学腐蚀，使镀锌层产生晶间腐蚀，降低其耐蚀性。

因此，近年来人们逐渐对此有了认识，大锌花的镀锌板将逐渐淘汰。

B 小锌花热镀锌板由于大锌花在锌花结晶的边缘锌层较厚，其核心部位较薄，故大锌花镀锌板表面凹凸不平，不适于涂装或涂覆，因为涂装区仍会浮现锌花的轮廓而影响钢板的外观。

另外，由于大锌花镀层的耐蚀性差而倾向于使用外观均匀的小锌花镀锌板。

为此，改变钢带从锌锅引出时的冷却条件，可以调节锌层的结晶状态，从而可获得小锌花。

对于大型钢带连续热镀锌生产线常采用向液态锌层表面喷吹水—水蒸气或水—空气混合物的方法而获得小锌花。

当大量水雾的细小水滴落于锌液层表面时，使晶核增多并加速锌液层的凝固，缩短了其晶体长大的时间，从而获得细小的锌花结晶（直径2-3mm以下）。

C 光整锌花热镀锌板根据需要还可将此小锌花镀锌钢板再进行光整处理，就会消除锌花获得光滑平整的锌层，此种镀锌钢板带常用作涂装钢板的基板。

D 无锌花热镀锌板为了改善镀锌钢板的涂覆性能，满足汽车制造业等部门需求，在热镀锌过程中除去锌锅中的铅，可以获得无锌花热镀锌钢板。

这种所谓的无锌花热镀锌钢板实际上是锌花直径小于1mm的热镀锌钢板。

（2）镀层厚度及差厚A 双面等厚度镀锌板B 双面不等厚度镀锌板（差厚）C 单面热镀锌钢板钢板的一面镀锌而另一面不镀锌，它是为满足汽车用材的需要而出现的。

这种镀锌钢板在经济上是有利的，可以节约大量的锌原料。

单面镀锌钢板的不镀锌的一面经磷化处理后有利于表面涂漆和焊接，用于汽车面板外部；而镀锌的一面用于汽车面板内部以解决防腐蚀问题。

由于单面镀锌板热镀工艺技术上存在许多问题不易解决，目前仍未大量采用。

（3）其他功能性镀层A 彩色镀锌钢板彩色镀锌钢板是专指在镀锌板表面，不经钝化染色等化学处理或涂料涂装，自然呈现彩色，如蓝、红、绿、黄等颜色的镀锌产品，耐腐蚀性能也更好些。

比如：在锌液中加入镍和钛，在不同的浸渍和冷却条件下，可以获得金黄、紫和蓝等不同颜色的表面。

在锌液中加入锰和铜，在适当的条件下可以形成彩虹色的镀层。

B 耐指纹热镀锌钢板以毛化光整工作辊轧制的光整板并辅以耐指纹有机涂层，以其优良的防腐蚀性、耐指纹性面涂附着性及可焊接性，深受电器厂商青睐。

目前在一些发达国家和地区生产耐指纹产品的厂家较多。

也可通过对现有的钝化装置、烘干装置进行改造，并增设一套简易冷却系统，采用挤干法生产耐指纹光整镀锌产品。

（4）镀层成分A 纯锌热镀锌钢板（GI）纯锌热镀锌钢板顾名思义是在热镀锌中没有将任何元素作为合金镀层添加到锌锅中。

实际上在进行纯锌热镀中为了工艺上的需要，常常在锌锅中加入少量铝和少量铅。

在通常情况下，锌锭中含有少量铅，大约为0.003%—1.75%，铅在锌液中的溶解度在450-455℃约为1.2%，这样少量铅对)Fe—Zn合金层的形成没有影响。

但它可以降低锌的熔点，低熔点锌液使得镀锌钢板提出锌锅时，在其表面的锌液层凝固的时间较长，从而形成较大的锌的晶体，生产出大锌花热镀锌钢板。

B 合金化镀锌钢板（GA）合金化镀锌钢板是在纯锌热镀锌钢带的生产线上，钢带从锌锅拉出后进入合金化炉进行合金化处理，得到钢表面纯镀锌层全部转变为Zn—Fe合金层的钢板。

合金化镀锌钢板除了具有优良的耐蚀性外还具有良好的冲压成形性、焊接性和涂装性。

它可很好地满足汽车制造业和电器行业对热镀钢板的各项要求。

C 55%Al—Zn合金镀层钢板（GL）即通常所称镀铝锌钢板，商业名为Galvalume，镀层合金成分为55%Al-43.4%Zn-1.6%Si。

55%Al-Zn合金镀层钢板具有较普通纯锌镀层钢板更为优异的耐大气、水介质及土壤的腐蚀性能。

在大气环境中，55%Al-Zn合金镀层钢板耐蚀性是普通纯锌镀层钢板的2-6倍，同时还表现出较镀铝板更优的剪切边缘的电化学保护作用。

此外，55%Al-Zn合金镀层钢板还具有较佳的抗高温氧化性能，较好的防热辐射及热反射性，其表面锌花细密、光泽美观，它用于建筑业和电器业。

D Zn—5%Al—RE合金镀层钢板（ZA）商品名称Galfan，在大气环境下，它的耐蚀性是普通纯锌镀层钢板的. % / 倍，而且其综合耐腐蚀性能，包括裸板耐蚀性、切边部位牺牲阳极保护性、加工成形后耐蚀性以及涂装后耐蚀性较为理想。

该合金镀层钢板的焊接性、冲压成形性俱佳，其中加工性能几乎可与电镀锌层钢板媲美。

Zn—5%Al—RE合金镀层钢板完全可以替代普通纯锌热镀层钢板，广泛用于建筑、汽车、电器等行业。

E Zn—6%Al—3%Mg合金镀层钢板（ZAM）ZAM合金镀层钢板是目前锌基合金镀层中具有最高耐蚀性的新型镀层钢板。