(完整版)镀锌基础知识

热镀锌钢板及钢带基础知识一、热镀锌板的优点热镀锌及其合金是钢铁材料最常见、最有效、最经济的耐大气腐蚀的工艺之一。热镀锌钢板具有理想的耐蚀、成形、涂装等综合性能以及成本低、外观好等优点主要应用于建筑、汽车和家电行业。热镀锌层的电化学电位较钢铁材料电位更负，镀层具有优良的电化学保护性能。镀层较厚且致密、镀层与钢基体结合力强、耐久性好，镀锌量600g/m2热镀锌钢材的使用年限可达30年以上。钢材热镀锌层在使用过程中无需维修，热镀工艺简单，对钢材形状尺寸适应性强，除板带钢材外，热镀工艺还广泛用于钢管、钢丝以及结构零部件，而且生产率高。镀锌层在经济上与其他防护涂层相比，具有很强的竞争力，特别是对于长期使用的零部件，热镀锌层成本远低于油漆涂层。二、热镀锌钢板的用途国外热镀锌钢板的最重要应用领域为建筑、汽车、电器三个行业，它们占有热镀锌钢板消费的大部分比例，然而国内情况有些不同，除建筑、汽车业外，轻工业也是一大用户，且农牧渔业、商业也需较大用量。表1列出了一些热镀锌钢板在一些行业的应用实例。表1热镀锌钢板的应用举例序号行业应用部位外部——屋顶，外侧墙板、门窗、檐沟、卷帘门窗、落水槽及管；1建筑业内部——墙体龙骨架、吊顶龙骨架、通风管；设备与结构——暖气片、冷弯型钢、脚踏板和架子车身——外壳，内面板、底盘、支柱、内部装饰结构、地板、翼子板、门、行李箱盖、导水槽；2汽车业构件——油箱、挡泥板、消音器、散热器、排气管、滤气管、输油管、输油管、制动管、发动机部件、车底和车内部件、供暖系统零件；家电——冰箱底座、外壳、洗衣机外壳、净气机、厨房设备、冷冻室、收音机、3电器业收录机底座；电缆——铠装电力电缆、邮电通讯电缆、电缆地沟托架、桥架、挂件；4农牧业粮仓（筒仓）畜舍、饲料和水槽、温室大棚棚架、烘烤设备铁路——车棚盖、内部框架型材、路标牌、车厢内壁；船舶——集装箱、通风道、冷弯框架；5交通运输航空——飞机库、标牌；公路——高速公路护栏、隔音壁。678910土木水利石油化工冶金食品包装轻工业波纹管道、庭院护栏、水库闸门、水道河槽汽油桶、保温管道外壳、包装桶焊管坯料、钢窗坯料、彩涂板基板干、湿罐头盒、茶叶桶、油漆桶、包装袋、饮料桶、各类瓶盖民用烟筒、儿童玩具、各类灯具、办公用具、家具三、镀锌牌号及技术要求1、镀锌钢板和钢带牌号的命名常见牌号有DX51D+Z、DX52D+Z、DC51D+Z、DC52D+Z、S350GD+Z等。镀锌钢板或钢带牌号是由产品用途代号、钢级代号、钢种特性、热镀锌代号（D）、+、镀层总类代号五部分构成，具体牌号命名方法如下：A）冷成形用镀锌板：牌号举例：DX51D+Z(或ZF\AZ)、DC51D+Z(或ZF\AZ)、DD52D+Z（或ZF\AZ）DX：第一位字母D表示冷成型用扁平钢材，第二位字母如果为X，代表基板的轧制状态不规定；第二位字母如果为C，代表基板规定为冷轧基板；第二位字母如果为D，则代表基板规定为热轧基板；51~57：二位数字表示钢级别序号；二位数字后一个D是热镀锌的代号；Z表示镀层为纯锌，ZF表示镀锌铁合金、AZ表示镀铝锌。所以：DX51D+Z就表示产品用途为冷成形用，扁平钢材，未规定基板状态，钢级序列号为51，纯锌镀层，热镀产品。B）其他镀锌牌号命名示例S350GD+Z：S表示为结构用钢，350表示规定最小屈服强度为350Mpa，G表示钢种特性不规定，D表示热镀锌，+Z表示镀层为锌。HX340LAD+ZF：表示产品用途为冷成形用高强度扁平钢材，不规定基板状态，规定最小屈服强度为340Mpa，钢种类型为高强度低合金钢，锌铁合金镀层，热镀产品。HC340/590DPD+Z：表示产品用途为冷成形用，高强度扁平钢材，规定基板为冷轧基板，规定最小屈服强度值为340Mpa，规定最小抗拉强度为590Mpa，钢种类型为双相钢，纯锌镀层的热镀产品。2、镀锌钢板及钢带牌号及钢种特性见表2表2镀锌板常用牌号及特性钢种特性牌号说明一般用途（未作冲压要求，实际常用作普通折弯、DX51D+Z，DX51D+ZF低碳钢DX52D+Z，DX52D+ZFDX53D+Z，DX53D+ZF深冲DX54D+Z，DX54D+ZF无间隙原子钢DX56D+Z，DX56D+ZF超深冲DX57D+Z，DX57D+ZFS220GD+Z，S220GD+ZFS250GD+Z，S250GD+ZFS280GD+Z，S280GD+ZF结构钢S320GD+Z，S320GD+ZFS350GD+Z，S350GD+ZFS550GD+Z，S550GD+ZF结构用冲压用）普通冲压用3、表面质量的代号普通级表面FA较高级表面FB高级表面FC4、镀层种类、镀层表面结构、表面处理代号见表3表3分类项目镀层种类类别纯镀锌层代号Z锌铁合金层普通锌花纯镀锌层（Z）镀层表面结构无锌花锌铁合金镀层（ZF）铬酸钝化涂油铬酸钝化+涂油无铬钝化无铬钝化+涂油磷化表面处理磷化+涂油耐指纹膜无铬耐指纹膜自润滑膜无铬自润滑膜不处理普通锌花小锌花ZFNMFRCOCOC5CO5PPOAFAF5SLSL5U5、镀锌钢板及钢带尺寸、外形及其允许偏差。（1）镀锌钢板及钢带公称尺寸范围见表4-1表4-1项目公称厚度钢板及钢带公称宽度纵切钢带公称长度公称内径钢板钢带及纵切钢带6001000~8000610或508公称尺寸（mm）0.3~5.0600~2050备注：镀锌钢板公称厚度包含基板厚度和锌层厚度（2）镀锌钢板及钢带尺寸允许偏差对于规定的最小屈服强度不小于260MPa，但小于360MPa的钢板和钢带，以及牌号为DX51D+Z（ZF）、S550GD+Z（ZF）的钢板和钢带，其厚度偏差符合表4-2表4-2下列公称厚度时的厚度允许偏差公称厚度≤12000.20~0.400.40~0.600.60~0.800.80~1.001.00~1.201.20~1.601.60~2.002.00~2.502.50~3.003.00~5.005.00~6.50±0.05±0.05±0.06±0.07±0.08±0.11±0.14±0.15±0.19±0.22±0.24普通精度PT.A1200~1500±0.06±0.06±0.07±0.08±0.09±0.13±0.15±0.17±0.20±0.24±0.251500±0.07±0.07±0.08±0.09±0.11±0.14±0.16±0.18±0.20±0.25±0.26≤1200±0.035±0.040±0.045±0.050±0.060±0.070±0.080±0.11±0.13±0.17±0.19高级精度PT.B1200~1500±0.040±0.045±0.050±0.060±0.070±0.080±0.090±0.12±0.14±0.18±0.201500±0.045±0.050±0.060±0.070±0.080±0.090±0.11±0.13±0.15±0.19±0.21备注：对于规定最小屈服强度小于260MPa的镀锌钢板和钢带，与该表比精度约高0.01~0.02左右，未列出，其厚度允许偏差详见GB/T2518-2008(P.15)6、钢及钢带推荐的镀锌层重量及相应的镀层代号见表5表5镀层种类镀层形式镀层重量范围（g/m2）推荐公称镀层重量（g/m2）60、80、100、120、150、Z等厚镀层50~600镀层代号60（经协商也可表示为180、200、220、250、275、30/30）、80（40/40）、350、450、600100（50/50）30/30、45/45、60/60、ZF等厚镀层60~18060、90、120、14070/70Z差厚镀层25~15030/40、40/60、40/10030/40、40/60、40/100差厚镀层如30/40，分别表示上、下表面公称镀层重量，镀层较厚面重量与另一面镀层重量比值应不大于3镀锌重量和镀层厚度的关系：单面镀锌10g/m2=单面镀层厚度1.4µm，50g/m2锌层厚度约为7.1µm7、表面处理（1）铬酸钝化（C）和无铬酸钝化（C5）该表面处理可以减少产品在运输和存储期间表面白锈，无铬钝化处理时，应限制钝化膜中队人体健康有害的六价铬成分；（2）铬酸钝化+涂油（CO）和无铬钝化+涂油（CO5）该表面处理可进一步减少产品在运输和储存期间表面产生白锈。（3）磷化（P）和磷化+涂油（PO）该表面处理可以减少产品在运输和储存期间表面产生白锈，并可改善钢板的成形性能。（4）耐指纹膜（AF）和无铬耐指纹膜（AF5）表面处理可以减少产品在运输和存储期间表面白锈，无铬钝化处理时，应限制钝化膜中队人体健康有害的六价铬成分。（5）涂油处理（O）减少储运白锈产生，所涂防锈油一般不作为后续加工用轧制油和冲压润滑油。（6）不处理（U）订货时须在合同中注明，这种情况下，钢板及钢带表面在运输和储运期间表面比较容易形成白锈和黑点，用户在选用时应慎重。四、镀锌板的分类1、按镀锌基板分类（1）普碳钢镀锌钢带连续热镀锌大都采用普通低碳钢，其碳含量在0.10%-0.20%之间，镀锌特征和工业纯铁的情况很相似。在普通低碳钢作为基板进行热镀锌时，其成分中影响最大的元素是碳和硅。一般而言，钢中碳含量愈高，锌—铁反应就愈强烈，铁损就愈大，而且生成的合金镀层也愈厚，使得镀层变脆，塑性变差，镀层结合力很差。另外，钢中碳含量过高也会影响镀层的表面质量，常常出现漏镀铁点，而且也易形成锌瘤。随着汽车工业的发展，对普碳钢的深冲等冷加工成形性能提出了越来越高的要求，钢中的碳含量希望尽可能降低，例如一般冲压钢碳含量小于0.10%，常用的碳含量不大于0.08%（如08Al），优质冲压钢的碳含量不大于0.04%（如K08Al），而超深冲压钢（如无间隙原子IF钢）则达到碳含量不大于0.005%。(2)高强钢镀锌为满足热镀锌钢板主要用户之一汽车制造业的减重、节能、安全等需要，汽车用以高强度钢板为基板的热镀锌钢板得到很快发展。目前国外已开发的或正在开发的高强度钢板有IF高强度钢、烘烤硬化钢、低合金高强度钢、双相钢以及相变诱导塑性钢、碳锰高强钢、马氏体钢等，它们可达到的强度级别示于图1。图1各类高强度钢屈服强度和伸长率之间的关系IF无间隙原子深冲钢；IS各向同性钢；Mild软钢；BH烘烤硬化钢；CMn碳锰高强度钢；HSLA高强度低合金钢；DP双相钢；CP复相钢；TRIP相变诱导塑性钢；MART马氏体钢2、按镀层分类（1）按镀层锌花分类A大锌花热镀锌板这是一种最原始生产的镀锌钢板，众所周知，锌矿总与铅矿共生，在冶炼锌时，不可能全部除去铅杂质，其含量在0.05%以上就可形成大锌花。每一朵锌花，其结晶中心都是凸起的，边缘则凹下，其表面是凹凸不平的外观，这对其以后的加工及涂装均不利。此外由于铅在锌中固溶量极低，在冷却时就会在晶界处析出，在晶界处产生应力及电化学腐蚀，使镀锌层产生晶间腐蚀，降低其耐蚀性。因此，近年来人们逐渐对此有了认识，大锌花的镀锌板将逐渐淘汰。B小锌花热镀锌板由于大锌花在锌花结晶的边缘锌层较厚，其核心部位较薄，故大锌花镀锌板表面凹凸不平，不适于涂装或涂覆，因为涂装区仍会浮现锌花的轮廓而影响钢板的外观。另外，由于大锌花镀层的耐蚀性差而倾向于使用外观均匀的小锌花镀锌板。为此，改变钢带从锌锅引出时的冷却条件，可以调节锌层的结晶状态，从而可获得小锌花。对于大型钢带连续热镀锌生产线常采用向液态锌层表面喷吹水—水蒸气或水—空气混合物的方法而获得小锌花。当大量水雾的细小水滴落于锌液层表面时，使晶核增多并加速锌液层的凝固，缩短了其晶体长大的时间，从而获得细小的锌花结晶（直径2-3mm以下）。C光整锌花热镀锌板根据需要还可将此小锌花镀锌钢板再进行光整处理，就会消除锌花获得光滑平整的锌层，此种镀锌钢板带常用作涂装钢板的基板。D无锌花热镀锌板为了改善镀锌钢板的涂覆性能，满足汽车制造业等部门需求，在热镀锌过程中除去锌锅中的铅，可以获得无锌花热镀锌钢板。这种所谓的无锌花热镀锌钢板实际上是锌花直径小于1mm的热镀锌钢板。（2）镀层厚度及差厚A双面等厚度镀锌板B双面不等厚度镀锌