汽车用高等级热镀锌板摩擦黑斑缺陷的控制

魏应磊，毕玉梅

（武汉钢铁有限公司制造管理部，湖北 武汉430082）

近年来，国内外汽车厂家对高品质钢板的需求愈来愈旺盛，中高档轿车的外覆盖件要求钢板表面无任何影响涂漆电镀的缺陷。同时随着伴随着汽车厂家工艺优化后，普遍将3C2B工艺更新到2C1B工艺，这对外观件的质量提出了更高的要求，很多在原来能够在三涂工艺下能够覆盖的色差类、细小类缺陷在两涂工艺下无法遮盖，对产品从炼钢到用户的全流程生产管理都提出更高要求。

1 摩擦黑斑的形貌特征

摩擦黑斑主要在热镀锌板呈现黑斑状缺陷，正光可见，无明显手感，通常存在钢卷外卷1~10卷，严重时占整个钢卷的1/3，存规律性出现在钢卷的两侧位置，如图1所示。

图1 典型摩擦黑斑图

缺陷部位经过微观组织分析，存在氧化物，黑斑处的成分与正常处的成分相似。但黑斑处的w[O]比正常处多，黑斑处的w[Zn]比正常处少了，因此可以判断黑斑处发生了氧化反应。

对应在钢卷位置有明显指向性，对应于钢卷的在运输过程中的受力点，如图2所示。

2 摩擦黑斑产生原因分析

2.1 运输端

从黑斑的缺陷形貌看，产生的根本原因是钢卷在运输过程中出现了层间搓动，导致在受力点位置出现因摩擦产生的氧化黑斑问题。而导致出现层间搓动的原因和运输过程的晃动有直接关联，为验证相关性，选择钢厂出库相同的钢卷进行汽车运输，一车严格要求走高速且控制限速80 km/h，另外一辆不做要求，结果发现要求限速的汽运钢卷摩擦黑斑有明显减轻。

图2 外观对应图

同时对运输端的钢卷绑扎进行了验证，结果发现采用钢卷与钢卷之间、钢卷与车体之间更有力的绑扎方式可有效减少摩擦黑斑，如图3所示。

图3 汽运绑扎图

2.2 生产端

钢卷的层间错动除运输端会造成外，热镀锌卷相对于普通冷轧卷多了一层锌层，其表面硬度相对于普冷板低，钢卷本身是否卷取紧实，包装材料厚度是否适应，钢卷大小是否合适也有很大关系。通过对比客户端摩擦黑斑的数据分析得出，卷径越大，横向力越大，钢卷层间运动力增强，产生摩擦很大的概率越大，颜色越深风险越大，如图4所示。

图4 不同卷重、卷宽对应钢卷直径矩阵

3 摩擦黑斑的改善措施

3.1 运输端

承运商做好装车加固，尽量采用船运或火车运输方式合理安排钢卷生产和交货时间，避免以运输对表面质量要求高的镀层产品以及冷轧汽车用钢等产品，火车运输和船运钢卷在运输过程中不易产生频繁的能有效杜绝摩擦黑斑的产生[1]见图5。

图5 摩擦黑斑与钢卷对应图

选择汽车运输时，尽量选择木托架与橡胶垫片结合的方式支撑钢卷，增加钢卷与托架间的受力面积，减少运输中的晃动，同时应该做好钢卷与钢卷直接、钢卷与车体之间的绑扎，减少相对摩擦产生的摩擦黑斑。全程高速试验结果表明，对摩擦黑斑的改善效果非常明显，大部分摩擦黑斑在3圈以内，平均切损量仅0.062 t，在用户可接受的范围内，运输途中颠簸造成钢卷位移是产生摩擦黑斑的主因，在1+3模式装载的钢卷，第一卷为单独固定位移大时也会产生摩擦黑斑，基本无位移的钢卷不管是单独固定还是与其他钢卷一起固定，摩擦黑斑的都在外圈3圈以内。

3.2 生产端

生产端主要需要做好两个方面工作：需要优化钢卷的卷取张力，确保钢卷卷取紧实，避免出现散卷、溢出边、层间缝隙等问题；需要对于不同的运输方式，选择不同的包装方式，特别是防撞纸板的厚度。

4 结语

通过对本案例的分析，热镀锌钢卷上的摩擦黑斑是由于钢卷在运输过程的摇晃，导致层间搓动而产生，该问题的解决需要在生产端和运输端同时开展工作消除。