电磁抹拭对力学性能影响

易泓历(河北工业大学，天津300130)

非接触式的电磁抹拭工艺在热镀锌行业的应用，可实现该行业高速、低耗、绿色生产。在提高热镀锌行业经济性的同时，对促进该行业节能、降耗具有重大的社会意义。磁场在提供洛伦兹力作为镀层抹拭力的同时，也通过改变原子扩散的驱动力和界面反应影响热镀锌过渡层金属间化合物的组织结构和生长动力学[3]。

1 试验方法及表面质量评价体系设计

1.1 试验材料

基体材料：A:直径为0.8mm的冷拔钢丝，B:10mm×10mm的方形界面棒材；

抹拭装置：高频电磁场抹拭；

镀层材料：纯锌。

1.2 试验方法及评价标准设计

钢丝镀锌工艺流程：脱脂→碱洗→清洗→酸洗→清洗→浸助镀剂→烘干→热浸镀→电磁抹拭。

钢条镀锌工艺流程：脱脂→碱洗→清洗→酸洗→清洗→浸助镀剂→烘干→热浸镀→电磁抹拭。

缠绕实验标准：参照《金属线材缠绕、松懈试验办法GB2976-82》[4]，具体操作方法是将试样沿螺旋线方向以紧密的螺旋圈缠绕在规定直径的芯棒上。

耐蚀性实验标准：热浸镀层的耐腐蚀性能测试主要采用中性盐雾试验用腐蚀到一定程度的时间表示，本文参照国家标准《GB/T 10125-1997盐雾测试标准》[5]规定盐雾试验操作方法。

力学性能实验标准：参照《摆锤冲击实验方法GB/T229-2007》[6]，具体操作方法是将试样制成长度为55mm，横截面为10mm×10mm的方形截面，在试样长度中间进行V字形缺口。

2 试验结果及讨论

通过改变电磁抹拭设备的电流密度，得到不同过渡层厚度的钢丝、钢条。如图1和图2所示。经过低电流密度电磁抹拭样品标记为A，经过高电流密度电磁抹拭样品标记为B。

图1 低电流密度电磁抹拭钢丝(A)

图2 高电流密度电磁抹拭钢丝(B)

2.1 电磁抹拭对耐蚀性的影响

耐腐蚀性能[7]测试是在FQY025盐雾试验箱中进行；主要比较出红锈的时间，液体介质为5%(是质量百分比)NaCl溶液。每种样品取四个放到试验箱中，各种数据取平均值。耐腐蚀性能盐雾试验结果见表1。

表1 盐雾试验结果

镀纯锌(A)明显比镀纯锌(B)腐蚀速率大很多，A样品锌层质量略大于B样品本应该腐蚀速率低，正是由于B样品过渡层厚才减缓了腐蚀。

2.2 电磁抹拭对附着性的影响

为了分析比较两种镀层的附着性，做了单倍缠绕试验，芯棒的直径就是钢丝本身。

疏松的束状铁锌金属间化合物是比较脆、韧性差、显微硬度比较低的化合物，影响了镀层的附着性。所以，从图3和图4可以看出它们的镀层虽然没有剥落，但都呈现鱼鳞状外纹，镀纯锌(A)的表面鱼鳞比镀纯锌(B)的样品要少些。这也证明了过渡层厚一定程度上影响了附着性，但是影响不大。

图3 镀纯锌(A)缠绕试验

图4 镀纯锌(B)缠绕试验

2.3 电磁抹拭对力学性能的影响

热镀锌往往对钢丝基体力学性能有一定的影响，通过相应的拉拔强度试验和冲击试验，可以比较出镀纯锌(A)、镀纯锌(B)对钢丝力学性能的影响(见表2)。

表2 钢丝的力学性能

从表2中可以看出，热镀锌对钢丝基体抗拉强度有一定影响，伸长率和面收缩率几乎不 变；镀纯锌(B)的抗拉强度比镀纯锌(A)小，镀锌后的抗拉强度比未镀钢丝小很多。造成这种现象的主要原因是镀纯锌在450℃左右[8]，中温回火[9]后产生回火托氏体(屈氏体)，另外疏松的束状铁锌金属间化合物是比较脆、韧性差、显微硬度比较低的化合物[10]，化合物越厚抗拉强度越高。

从表2中可以看出,热镀锌对钢条基体抗拉强度有一定影响，过渡层[11]越厚冲击强度越高，造成这种现象的主要原因是过渡层越厚冲击强度越高。

3 结 语

1)镀纯锌(A)明显比镀纯锌(B)腐蚀速率大很多，A样品锌层质量略大于B样品本应该腐蚀速率低，正是由于B样品过渡层厚才减缓了腐蚀。

2)过渡层厚一定程度上降低附着性，但是影响不大。

3)热镀锌降低了钢丝抗拉强度和冲击强度，过渡层中疏松的束状铁锌金属间化合物越厚抗拉强度越高、冲击强度越高。

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[5]GB/T 10125-1997.盐雾测试标准[S].北京：国家技术监督局，1997.

[6]GB/T 229-2007摆锤冲击实验方法[S].北京：中国国家标准化管理委员会，2007.

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