镀锌产品几种常见缺陷分析及改进措施

冉从锦

摘 要：本文主要介绍了滑移线、锌流纹、锌花不均三种镀锌产品常见缺陷，描述了其形貌特征，分析了主要形成原因，并给出了具有操作意义的改进建议。

关键词：镀锌板；滑移线；锌流纹；锌花不均

中图分类号：TG174 文献标识码：A

1 前言

冷变形、连续退火之后的钢板在表面镀上一层均匀的锌层，从而获得具有良好耐腐蚀性能钢板，即镀锌板，广泛应用于建筑、家电、汽车等行业。由于其生產工艺复杂，工序繁多，镀锌板可能会产生多种质量缺陷，影响表面美观和用户使用。本文对镀锌板常见的滑移线、锌流纹、锌花不均三种缺陷进行原因分析，并从实用性出发给出现场解决方法，具有一定的指导意义。

2 原因分析及改进措施

2.1 滑移线

2.1.1 形貌特征。后续加工时在板面出现的线条状暗纹，严重时有凸起和明显触感，有时不清晰可见。

2.1.2 原因分析。在实际生产过程中，滑移线主要是由以下原因造成的：（1）平整率设置不合理。退火后的钢板经过一定量的平整变形，产生了大量可移动位错，使位错摆脱固溶C、N原子的束缚，在较小的应力下就可以使变形继续，这样就消除了屈服平台。在一定的平整度下，屈服强度随着平整度的提高而下降，直至降到最低点，此时屈服平台消失；随着平整度进一步提高，屈服强度又提高，加工硬化不断增大，变形能力降低，加工性能降低。（2）自然时效。经过退火平整已经消除了屈服平台的镀锌钢板在室温下长期放置后，C、N原子又重新扩散至位错周围形成“柯氏气团”从而导致屈服平台重新出现。（3）人工时效。需要经过喷漆烘烤或覆膜加热等后工序的镀锌钢板在高温下重新出现屈服平台。

2.1.3 改进措施。（1）合理设置平整率，既能够消除屈服平台，又不至于使屈服强度过度上升，降低材料成型性能。（2）采用罩式退火工艺，与连退相比，加热速度和冷却速度慢（一般为20℃/h～ 40℃/h），保温时间长，退火后钢中的C大量以Fe3C形式析出，N原子以AlN的形式充分析出，大大降低钢中固溶原子的数量。（3）采用先进连退工艺，如R—OA技术，通过快速冷却和低温冷却，提高Fe3C形核和长大的驱动力，让固溶C以Fe3C的形式析出，增加耐时效性。（4）热轧以较低温度加热板坯，同时配合高温卷取工艺，促进AlN和Fe3C的析出和长大，有效减少钢板中固溶N含量。（5）采用超低碳无间隙原子钢，钢中含有极低量的C、N元素，同时Ti、Nb等强碳氮化物形成元素可以进一步固定C、N原子，能彻底解决时效问题。

2.2 锌流纹

2.2.1 形貌特征。镀锌产品表面产生的间距性的、凸出的水纹状云痕纹，通常有明显触感。

2.2.2 原因分析。锌流纹一般产生于气刀前或者气刀后。气刀前产生锌流纹的原因主要有以下几点：（1）锌液中铁含量较高，消耗大量的锌和铝，导致锌液黏度和表面张力增加，锌液流动性变差。（2）锌液中铝含量偏高，提高了镀锌层的粘附性，增大锌液黏度和表面张力，降低锌液对钢板的浸润能力，延长镀锌时间；（3）锌液中锑含量偏低，降低了锌液黏度和表面张力，增大锌液流动性和锌液对钢板的浸润能力，缩短浸锌时间；（4）锌液温度偏低，影响了锌液在带钢表面的流动性，温度越高，流动性越好。（5）带钢入锌锅温度过低，导致带钢表面多余的锌液在没完全回流到锌锅前就开始冷却凝固。气刀后产生锌流纹的原因主要如下：（1）带钢表面带走的锌液量大（厚镀层时更容易出现），由于重力作用锌液继续向下流淌，凝固后出现锌液流淌的痕迹；（2）带钢入锌锅温度过高导致锌液在带钢表面冷却凝固时间延长，带钢经过气刀后锌液在重力作用下继续回流；（3）气刀喷嘴与带钢之间距离波动造成锌层厚度不均；（4）带钢出锌锅后的抖动、沉没辊辊系压靠不合理、锌锅段带钢张力控制不当引起的带钢晃动等，都会影响锌液回流的时间，也会因为带钢表面受力不均导致锌层厚度不均从而产生锌流纹；（5）镀锌原料基板板形不良。

2.2.3 改进措施。（1）调整锌液中各成分元素含量，特别是铁元素含量、铝元素含量、铅元素含量至合理范围；（2）调整锌液温度和带钢入锌锅温度至合理范围，避免温度太低降低流动性，也避免温度过高锌液来不及凝固经过气刀后回流；（3）合理设置气刀喷嘴与带钢距离，避免锌层厚度不均；（4）调整锌锅机械系统稳定，确保带钢受力均匀；（5）确保来料板形符合标准要求。

2.3 锌花不均

2.3.1 形貌特征。带钢单面锌花大小不均匀或者上下表面锌花大小不一致。

2.3.2 原因分析。影响锌花均匀性最根本的原因是在锌花形核和长大的过程中受到的外部环境不一致所造成，通常表现在带钢表面受力不均、粗糙度不均或者温度不均。当带钢表面受力不均时，如气刀与带钢不平行，两气刀角度差过大，板面上受到的喷吹气体压力大的区域冷却速度快，锌花来不及长大就已经凝固；压力小的区域冷却速度慢，温度较高，锌花尺寸较大。沉没辊、稳定辊磨损造成的带钢抖动、板形不好都会造成带钢表面受力不均。生产镀铝锌产品时，带钢出锌锅后的冷却速度和退火炉内带钢温度波动导致温度低的区域锌花成核快、尺寸小，温度较高的区域锌花成核慢、尺寸也较大。原料带钢表面粗糙度越大，形核越多，锌花越小；粗糙度越小，形核越少，锌花越大。粗糙度不均的原因主要有以下几种：（1）沉没辊、稳定辊磨损造成的带钢抖动或沉没辊稳定辊转动不灵活，造成带钢表面擦划伤；（2）原料带钢表面洁净度差或在清洗段未清洗干净时，在退火炉内钢板表面油脂未挥发就被碳化，包在钢基铁颗粒的表面，使还原过程很难进行，造成带钢表面有过多的结晶点；（3）炉辊表面结瘤，炉内带钢划伤，原板表面氧化铁皮增加都会使镀层表面粗糙度不均；（4）原材料粗糙度不均。

2.3.3 改进措施。（1）调整好气刀与带钢的距离和平行度，气刀角度一般在-4°～+1°之间最佳；（2）提高锌锅机械系统稳定性，控制来料板形，避免带钢抖动；（3）减少带钢表面擦划伤；（4）提高清洗设备清洗能力；（5）加强带钢出锌锅温度的控制保证板面温度的均匀；（6）提高原料粗糙度均匀性。

结语

本文对热镀锌产品常见的三种缺陷进行了较为深入的理论分析，并结合生产现场指出了容易造成这些缺陷的主要形成原因，并给出了能够快速解决问题的指导措施，具有较强的实用性。

参考文献

[1]许秀飞.钢带连续涂镀和退火疑难对策[M].北京：化学工业出版社，2010.