【大連思同】熱鍍鋅——鋅鋁鎂加工過程

一、市場鋅鋁鎂法（ZAM）中各元素作用

與yu高gao強qiang鋼gang一yi樣yang，鋅xin鋁lv鎂mei良liang好hao的de耐nai腐fu蝕shi性xing能neng是shi由you於yu其qi組zu織zhi決jue定ding的de，而er組zu織zhi又you是shi由you化hua學xue成cheng分fen和he冷leng卻que速su度du決jue定ding的de
，下xia麵mian我wo們men就jiu探tan討tao鋅xin鋁lv鎂mei鍍du層ceng化hua學xue成cheng分fen的de選xuan擇ze，以yi及ji各ge元yuan素su的de作zuo用yong。

1
、鎂的作用和影響

鎂的作用首先是提高耐腐蝕性能
，這一點前麵已經充分分析過了；其次，在鍍浴內略加0.1%的de鎂mei
，可ke以yi提ti高gao帶dai鋼gang在zai鍍du液ye中zhong的de浸jin潤run性xing
，降jiang低di鍍du浴yu表biao麵mian的de張zhang力li

，減jian少shao漏lou鍍du缺que陷xian的de產chan生sheng，這zhe是shi因yin為wei鎂mei的de氧yang化hua物wu很hen不bu致zhi密mi，基ji本ben是shi以yi非fei常chang疏shu鬆song狀zhuang存cun在zai的de。這zhe一yi點dian與yu鋁lv的de特te點dian似si乎hu有you些xie互hu補bu，對dui采cai用yong鋁lv含han量liang較jiao高gao的de鍍du層ceng生sheng產chan合he金jin含han量liang較jiao高gao的de高gao強qiang鋼gang有you著zhe很hen重zhong要yao的de意yi義yi。不bu過guo，在zai鋅xin鋁lv鎂mei鍍du液ye內nei

，鎂mei的de含han量liang較jiao高gao
，鎂mei的de氧yang化hua物wu不bu致zhi密mi的de問wen題ti就jiu會hui帶dai來lai一yi係xi列lie的de副fu作zuo用yong，成cheng為wei熱re鍍du鋅xin鋁lv鎂mei產chan品pin生sheng產chan的de一yi大da困kun難nan。

2
、鋁的作用和影響

首先，在鍍鋅的基礎上加鋁可以顯著提高耐腐蝕性能和耐熱性能，這一點在鋅鋁鎂鍍層中也同樣如此
；其次，在鍍鋅時加少量鋁，可以抑製鋅液與鐵的反應
，減薄Fe-Zn的化合物層；disan，lvkeyiyizhimeiyanghuadejuxianxing，lvdeyanghuawuhenzhimi
，keyijianqingmeishusongyanghuawudailaideyingxiang，ruguoqiadaohaochudehua，shidelvmeideyanghuawukeyichengmo
，zaochengchanpindequexian。
在這三個特性中第一條隻有好處，沒有壞處，但第二、第di三san條tiao都dou是shi雙shuang刃ren劍jian。與yu鎂mei一yi樣yang，鋁lv在zai鋅xin鋁lv鎂mei鍍du液ye內nei的de含han量liang很hen高gao。一yi方fang麵mian鋁lv抑yi製zhi了le鋅xin與yu鐵tie的de反fan應ying
，但dan鋁lv與yu鐵tie的de反fan應ying更geng加jia激ji烈lie，成cheng為wei主zhu要yao矛mao盾dun；另一方麵
，鋁極易氧化的問題也會帶來一係列的問題
，同樣成為鋅鋁鎂產品生產的一大難題。

3
、矽的作用和影響

矽的加入，主要是為了抑製鋁和鐵的反應
，減薄鍍層與鋼基之間的化合物層，提高加工性能，這一點與所有的高鋁鍍層的原理一樣。
隻要是在鋁高於共晶成分的鍍層，都要加矽，鋁含量越高

，加的矽越多。最高的鋁矽鍍層
，加約10%的矽；其次是鋁鋅矽鍍層
，加1.5%左右的矽；SD加0.2%的矽，ZAM可以加0.1%的矽。另外，矽還可以細化晶粒，提高組織的均勻性，抑製晶間氧化。

4、其它元素的作用

由於鋅鋁鎂的成分很複雜，工藝性能也變得非常複雜，為了采用以鋅
、鋁
、鎂為主的成分生產出合格的產品
，可以通過增加少量的其它元素，改善熱鍍工藝性能和使用性能，號稱是鋅鋁鎂鍍層成分的第四元。
比如：防止鎂的氧化黑變，是鋅鋁鎂合金產品的一個難題，有的公司采用了在合金內添加合金元素的辦法抑製鎂的氧化，例如POSCO專利采用的方法，是在合金中加入0.01%～0.1%的镓和0.005%～0.1%的銦；首鋼專利是采用在合金中加入0.01%～0.1%的鈣、鋇或0.01%～0.4%的鋰來解決這一問題；可以通過加入鈦和硼來細化晶粒，並起到抑製Mg2Zn11組織的產生
；通過加入稀土，可以增加組織的均勻性從而抑製晶間腐蝕
，進一步提高耐腐蝕性能。

綜上所述，鋅鋁鎂鍍層成分=a%Zn+b%Al+c%Mg+（d%Si）+e%X。常規值推薦：a=95-97.9
、b=1-3、c=1-1.5、d=0.1、e=0.01-0.4。

氮氣吹掃工藝鋅鋁鎂鍍層成分為11%Al
、3%Mg、0.2%Si，餘為Zn。

二、市場鋼材熱鍍鋅的不同工藝及方法

鋼材熱鍍鋅按預處理方式的區別可分為熔劑法熱鍍鋅和氫氣還原法熱鍍鋅
，熔劑法熱鍍鋅主要是鋼構件
、鋼管、鋼型材等熱浸鍍鋅
；氫氣還原法熱鍍鋅主要應用於帶鋼、鋼絲等連續熱鍍鋅，鍍鋅後的產品一般還要進行彎曲成型深加工，使用場合在室內與戶外都有。

氫氣還原法帶鋼連續熱鍍鋅一般采用純鋅
、5％鋁-鋅（Galfan）、55％鋁-鋅-矽（Galvalume）產品工藝方法。現實中部分企業在鋅鍋中將含鋁量控製在15～25%，而且把鍍層控製在15～20克／米2
，zheyangjiudadajiangdileshengchanchengben
，dadaolebenqiyexiaoyizuidahua。zhezhongchanpinsuiranjiangdilebenqiyeshengchanchengben，qichanpinbiaomianxingmaoyeyouyidianlvxinguiducengchanpindeyingzi，danyinnaishixingcha
、品質差，終將被淘汰。

鋁鋅矽鍍層產品的耐腐蝕性非常優越，為熱鍍鋅板耐腐蝕性的6倍，也就是說鋁鋅矽鍍層產品20克／米2，就相當熱鍍鋅產品120克／米2的防腐蝕性能。鋅-5%鋁產品耐腐蝕性為熱鍍鋅板的3倍，目前鋼絲熱鍍鋅大都選擇了Galfan工藝。近來板材熱鍍鋅選擇Galfan工藝

、鋁鋅矽鍍層工藝的作業線越來越多，鋁鋅矽鍍層中鋁占55%，鋅隻占43.5%
，Galfan工藝鋁含量也占5%
，這樣一來將對帶鋼連續熱鍍鋅節約鋅資源開辟了新的途徑。

鋅鋁鎂法（ZAM）為近十幾年發展起來，各種配方的鋅鋁鎂合金產品，都已先後投放市場，目前已經滲透到建材、家電
、汽車三大應用領域。總的來看，含鋁6%～11%，含鎂3.0%其(qi)餘(yu)為(wei)鋅(xin)的(de)配(pei)方(fang)，控(kong)製(zhi)鍍(du)層(ceng)厚(hou)度(du)的(de)氣(qi)刀(dao)需(xu)要(yao)噴(pen)吹(chui)氮(dan)氣(qi)，由(you)於(yu)民(min)營(ying)企(qi)業(ye)不(bu)具(ju)備(bei)龐(pang)大(da)的(de)氮(dan)氣(qi)來(lai)源(yuan)

，所(suo)有(you)隻(zhi)有(you)在(zai)大(da)型(xing)聯(lian)合(he)國(guo)有(you)企(qi)業(ye)，有(you)廉(lian)價(jia)氮(dan)氣(qi)供(gong)應(ying)的(de)廠(chang)家(jia)才(cai)有(you)條(tiao)件(jian)組(zu)織(zhi)生(sheng)產(chan)
；采用含鋁1%～3%

，含鎂小於1.5%，其(qi)餘(yu)為(wei)鋅(xin)的(de)配(pei)方(fang)，控(kong)製(zhi)鍍(du)層(ceng)厚(hou)度(du)的(de)氣(qi)刀(dao)噴(pen)吹(chui)常(chang)規(gui)空(kong)氣(qi)，就(jiu)可(ke)以(yi)維(wei)持(chi)正(zheng)常(chang)生(sheng)產(chan)，故(gu)這(zhe)種(zhong)鋅(xin)鋁(lv)鎂(mei)鍍(du)層(ceng)產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)進(jin)入(ru)民(min)營(ying)企(qi)業(ye)，但(dan)是(shi)產(chan)品(pin)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)不(bu)如(ru)前(qian)者(zhe)。前(qian)者(zhe)產(chan)品(pin)的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)為(wei)普(pu)通(tong)熱(re)鍍(du)鋅(xin)板(ban)的(de)6～10倍
，而後者產品的耐腐蝕性隻為普通熱鍍鋅板的3～5倍。特別是當鋁為1.0%～3.0%，鎂為1.0%～1.5%其餘為鋅時，其合金熔點隻有380℃左右
，可以基本采用熱鍍鋅工藝組織生產
，甚至比熱鍍鋅時鋅液工作溫度還要低30℃,三san輥gun六liu臂bi工gong作zuo溫wen度du低di，其qi使shi用yong壽shou命ming也ye會hui更geng長chang。由you此ci看kan來lai
，鋅xin鋁lv鎂mei合he金jin產chan品pin的de發fa展zhan趨qu勢shi非fei常chang強qiang勁jin
，將jiang來lai有you可ke能neng與yu熱re鍍du鋅xin產chan品pin平ping分fen秋qiu色se，甚shen至zhi有you可ke能neng全quan麵mian取qu代dai傳chuan統tong熱re鍍du鋅xin板ban。

三、鋅鋁鎂法（ZAM）的優勢

㈠、鋅鋁鎂耐腐蝕及劃傷切口自修複原理

首先，進行理論分析。ZAM板具有獨到的耐腐蝕性能，特別是切口保護性能。分為未發生劃傷的平麵情況和有切口、劃傷的兩種情況來分析。

1、當ZAM表麵沒有劃傷時

鍍(du)層(ceng)中(zhong)所(suo)含(han)的(de)鎂(mei)和(he)鋁(lv)的(de)共(gong)同(tong)作(zuo)用(yong)，會(hui)在(zai)長(chang)期(qi)的(de)使(shi)用(yong)中(zhong)在(zai)鍍(du)層(ceng)的(de)表(biao)麵(mian)產(chan)生(sheng)附(fu)著(zhe)性(xing)極(ji)高(gao)的(de)致(zhi)密(mi)的(de)氧(yang)化(hua)保(bao)護(hu)膜(mo)
，將(jiang)鍍(du)層(ceng)與(yu)外(wai)部(bu)的(de)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)隔(ge)離(li)開(kai)來(lai)，發(fa)揮(hui)隔(ge)離(li)防(fang)腐(fu)的(de)作(zuo)用(yong)，防(fang)止(zhi)鍍(du)層(ceng)產(chan)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)。鎂(mei)是(shi)比(bi)鋁(lv)更(geng)活(huo)潑(po)的(de)金(jin)屬(shu)
，在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)極(ji)其(qi)容(rong)易(yi)被(bei)氧(yang)化(hua)
，固(gu)態(tai)鎂(mei)形(xing)成(cheng)的(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)也(ye)較(jiao)致(zhi)密(mi)，能(neng)有(you)效(xiao)地(di)保(bao)護(hu)內(nei)部(bu)的(de)組(zu)織(zhi)
，防(fang)止(zhi)進(jin)一(yi)步(bu)被(bei)氧(yang)化(hua)。由(you)於(yu)鎂(mei)與(yu)鋁(lv)不(bu)一(yi)樣(yang)，在(zai)鍍(du)層(ceng)中(zhong)均(jun)勻(yun)而(er)微(wei)細(xi)的(de)分(fen)布(bu)，就(jiu)使(shi)得(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)布(bu)滿(man)了(le)整(zheng)個(ge)鍍(du)層(ceng)表(biao)麵(mian)，使(shi)鍍(du)層(ceng)中(zhong)所(suo)有(you)的(de)組(zu)織(zhi)都(dou)得(de)到(dao)保(bao)護(hu)。

2、當鍍層被劃傷或有切口時

congducengzhongronghuachulaidemeinengzaiqiekouduanmianshengchengxizhidehanmeidezhimideyanghuamo，jianghuashanghuoqiekoubuweiluoluchudegangjifugaiqilai，congertigaoqinaishixing。zaizhezhongqingkuangxia，xindexishengfangfuhelv、鎂(mei)的(de)隔(ge)離(li)防(fang)腐(fu)作(zuo)用(yong)同(tong)樣(yang)能(neng)發(fa)揮(hui)出(chu)來(lai)。在(zai)此(ci)基(ji)礎(chu)上(shang)，由(you)於(yu)鎂(mei)十(shi)分(fen)活(huo)潑(po)，能(neng)將(jiang)鋼(gang)板(ban)表(biao)麵(mian)疏(shu)鬆(song)的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)還(hai)原(yuan)，置(zhi)換(huan)成(cheng)鎂(mei)致(zhi)密(mi)的(de)氧(yang)化(hua)物(wu)，從(cong)而(er)使(shi)裸(luo)露(lu)的(de)鋼(gang)基(ji)得(de)到(dao)保(bao)護(hu)。