【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；第di三san
，鋁lv可ke以yi抑yi製zhi鎂mei氧yang化hua的de局ju限xian性xing
，鋁lv的de氧yang化hua物wu很hen致zhi密mi，可ke以yi減jian輕qing鎂mei疏shu鬆song氧yang化hua物wu帶dai來lai的de影ying響xiang
，如ru果guo恰qia到dao好hao處chu的de話hua
，使shi得de鋁lv鎂mei的de氧yang化hua物wu可ke以yi成cheng膜mo，造zao成cheng產chan品pin的de缺que陷xian。
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℃,sangunliubigongzuowendudi，qishiyongshoumingyehuigengchang。youcikanlai，xinlvmeihejinchanpindefazhanqushifeichangqiangjin，jianglaiyoukenengyureduxinchanpinpingfenqiuse
，shenzhiyoukenengquanmianqudaichuantongreduxinban。

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

從cong鍍du層ceng中zhong溶rong化hua出chu來lai的de鎂mei能neng在zai切qie口kou斷duan麵mian生sheng成cheng細xi致zhi的de含han鎂mei的de致zhi密mi的de氧yang化hua膜mo，將jiang劃hua傷shang或huo切qie口kou部bu位wei裸luo露lu出chu的de鋼gang基ji覆fu蓋gai起qi來lai，從cong而er提ti高gao其qi耐nai蝕shi性xing。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia
，鋅xin的de犧xi牲sheng防fang腐fu和he鋁lv
、meidegelifangfuzuoyongtongyangnengfahuichulai。zaicijichushang，youyumeishifenhuopo，nengjianggangbanbiaomianshusongdeyanghuawuhaiyuan，zhihuanchengmeizhimideyanghuawu
，congershiluoludegangjidedaobaohu。