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(4)鼓泡
指镀层表面隆起的小泡,其特征是大小、疏密不一,且与基板分离。一般在锌合金、铝合金镀层较为明显。
(5)脱皮(或脱落)
指镀层与基板剥落的开裂状或非裂状缺陷。通常是由于镀前处理不良引起。
(6)斑点
指镀层表面的色斑、暗斑等缺陷。是由于电镀过程中镀层金属离子沉积不良、异物粘附或钝化处理后钝化液清洗不净造成。
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(7)阴阳面
指镀层表面局部亮度不一或色泽不均匀的缺陷,多数情况下在同类产品中表现出一定的规律性。
(8)局部无镀层
镀层表面的存在面积大小不一、形状不一的漏镀、露铁斑或点的缺陷(工艺规定除外)。
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除了上述的表面缺陷以外,镀层表面有时还有破损、擦伤、白锈、辊印、凹坑、折痕、黑点、未洗净的盐类痕迹、水迹、可擦去的或是呈棕色、褐色的钝化膜以及树枝状、海绵状和条纹状镀层等的缺陷。所有的这些缺陷将会对镀锌板的使用产生一定的影响。
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由于汽车用在冲压成型时的条件,除要求钢板基体具有必要的优异的机械性能外,对镀层(合金化层)附着性的要求也十分苛刻。
近20年,对合金化镀锌板冲压成型性与镀层微观结构之间的关系进行大量的研究,结果表明,取得了良好的镀层附着性的关键是镀层相结构及铁含量。为获得较佳的镀层相结构和合适的铁含量,而开发出镀层的均匀化技术和合金化控制技术。为了严格控制镀层的相结构,必须对合金化过程中的加热和其后的冷却过程进行精确的控制。其措施如下:
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(1) 在合金化的加热区和保温区之间设置镀层反射因素测定素,以测定镀层表面的合金化,控制钢带温度保持在δ1相稳定形成的温度区间内(激光束法);
(2) 在保温和喷雾冷却区之间设置高温度计和发射率测定器,以便同时测量钢带温度和发射率;
(3) 经冷却后的钢带在适当的位置合金化相结构传感器以测量镀层中铁含量及层中δ1、Γ和ζ各相层的厚度(荧光法或X-射线衍射法);
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(4) 钢带经过气刀后进合金化炉前以及在相结构传感器之后均设置镀层厚度(重量)测定仪(荧光X-光法)
3)二层合金化热镀锌钢板
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(2) 缺乏近生产和生产条件下中试手段
现代表面涂镀层产品都是在现代大型高速连续生产机组上完成,机组设备数百件,高度自动化控制,要将实验室研究成果移植到现代大型的高速连续生产机组中,就必须经过近生产和生产条件下的中试阶段。这个中试阶段要在专门的中试实验机组上来完成,过于简陋、原始的小型试验机组所得包括实验工艺参数在内的结果与现代大型生产机组的相关性相差甚远。
总之,国内关于汽车用热镀锌板的新产品、新工艺、新设备的研发工作都远远落后于国际水平。
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3.我国开展高性能汽车用热镀锌板研发目的和意义
二十一世纪,钢铁产品仍将是人类社会较主要的**的结构材料和产量较大、覆盖面较广的功能材料。世界冶金工业结构调整步伐加快,生产的重心将有发达国家向发展中国家转移。目前我国正处于工业化进程中,国民经济各部门的持续、快速发展和产业升级对钢铁产品的品种、质量提出了更高的要求。加快了我国冶金工业的结构调整,将具有重要意义。
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我国带钢热镀锌的发展与世界水平相比还存在一定的差距。我国现有热镀锌生产线多数存在技术落后、锌耗高、产品产量低、产品质量差、生产成本高、能量耗费大、环保措施不力,常造成严重环境污染等缺点,此类生产线难以满足我国国民经济腾飞的需要。少量国有大型钢铁企业能够生产高质量的家电、汽车用热镀锌板,我国大型钢板连续热镀锌技术多为花费巨资引进自美、日、欧,一般水平,相似水平较多,重复性、成熟性技术多。
(3)白锈
镀锌钢板表面受潮或雨水浸入,在一定温度下,锌被氧化,产生白色粉末。产生白锈的表面其防腐能力大为降低,影响其使用。
(4)镀锌层不均匀
镀锌板表面锌层高低不平,厚薄不均,甚至出现表面小颗粒。从镀锌锅中出来的带钢表面上有多余的锌液,这些多余的锌液用气刀(喷射高压气体)吹掉,从而控制锌层厚度。气刀的气体压力、气刀与带钢的间距、带钢的速度等都会直接影响锌层的厚度。如果气刀供气不稳定或气刀压力不足会造成镀锌层堆积,即锌疤。
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(5)夹渣
镀锌液中存在残渣或浮渣(金属或非金属夹杂物),有时这些夹渣夹杂在镀锌层中,上海模型 船舶模型 机械模型 工业模型使其表面出现小圆斑点,甚至使原板沾不上锌,很*引起露铁点。
(6)划伤和擦伤等
镀锌卷板经过张力矫直机时,矫直机有异物引起表面划伤、擦伤等。
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(7)铬酸污垢
为了提高镀锌钢板的防腐蚀能力,使带钢表面形成一层较薄的钝化层,可由铬酸处理完成,即铬化处理。但如果铬酸处理不良,有残留液,镀锌板表面会出现淡黄色带或污斑,甚至黑斑。
可以进行电化学测试和物理机械测试,从而得到电化学行为和物理性能数据;如:结合力、耐腐蚀性、镀层厚度等等,看具体应用要求了。
补充:镀锌钢板的质量检验标准:
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按生产及加工方法,镀锌钢板可分为以下几类[1]:热浸镀锌钢板(俗称镀锌铁皮)、电镀锌钢板、单面或双面差厚镀锌钢板、合金复合镀锌钢板等,除上述几种外,还有彩色镀锌钢板(通俗地称为彩板)、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。此外,按用途可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深拉伸用等镀锌钢板。
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优质品级镀锌板的质量要求包括规格尺寸、外观、镀锌量、化学成份、板形、机械性能和包装等几个方面。
1.包装
分为切成定尺长度的镀锌板和带卷镀锌板包装两种。一般铁皮包装,内衬防潮纸,外以铁腰子捆扎,捆扎牢靠,以防内装镀锌板相互摩擦
2.规格尺寸
有关产品标准(以下述及)都列明镀锌板推荐的标准厚度、长度和宽度及其允许偏差。另外,板的宽度和长度、卷的宽度也可按用户要求确定。
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3.外观
表面状态:镀锌板由于涂镀工艺中处理方式不同,表面状态也不同,如普通锌花、细锌花、平整锌花、无锌花以及磷化处理的表面等。切成定尺长度的镀锌板及镀锌卷板不得存在影响使用的缺陷(以下详述),但卷板允许有焊接部位等若干不正常部分。
4)新产品得不到认同,推广应用缓慢
小机组生产的涂镀层实验新产品得不到用户认同,推广应用缓慢。
5) 关键单体设备自给率低,影响国产机组水平
钢板连续热镀锌技术是连续式生产技术,机组单体设备以百计,其中一些关键的单体设备没能集中力量研制,大部分依赖进口,影响国产机组水平和产品质量。
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造成以上问题的主要原因:
(1) 集中度不够
表面涂镀层技术的研究和开发,成果转化与产业化研究开发的力量,人、才、物过于分散,缺乏集科研开发、成果转化、工程化、产业化于一体的集成式的队伍和组织形式。单个研究单位在取得初步研究成果以后,既缺乏进行更深入的研究的力量也无力把工作延伸到生产实践。由于这种分散性、低水平、重复工作的现象较为普遍,既难以取得高水平的成果,也难以出现具有自主知识产权的成套技术与工艺。
2.1国外的热镀锌板的发展趋势
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2.1.1热镀锌镀层品种的发展现状
1)无铅热镀锌镀层
美丽的锌花是传统的热镀锌板的典型特征,由此获得用户的青睐,具有一定的商业价值。但是研究表明锌花表面的不平整性,镀层中的铅含量会影响镀层板在后序加工中的加工性能、涂装性能和使用中的耐蚀性,因此自60年代起国外一直在研究无锌花和小锌花的生产技术。通过水雾冷却,Heurfey喷锌粉等工艺,可以增加晶体结晶成核数量和控制晶体生长,达到生产小锌花板的目的。80年代起国外开始研究无铅热浸锌技术,目前欧洲、南美新建镀锌生产线均采用无铅镀锌工艺,无铅镀锌已成为当前热镀锌发展的趋势。
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2) 热镀锌板合金化镀层
在热镀锌品种中,通过镀后热扩散处理,开发了合金化镀锌板,耐蚀性较普通热镀锌板提高了一倍以上,通过这种合金化处理可以消除镀层表面锌花;同时减少了点焊时锌的蒸发量,降低了点焊机铜电极受锌蒸汽污染的程度,从而提高了电极的寿命。为确保合金化镀锌板镀层的良好附着性,对于汽车用外板的较厚的合金化镀锌板采用了高效的加热和冷却措施(高效烧咀、或感应加热器),并配备各种类型的合金化传感器,通过仪器分析和电脑指令及时调整镀层中相应的结构,以生产适于高冲压变形的要求。
采取调整化学成分生产的BH冷轧钢板也具有较好的深冲性能,添加Nb、Ti等微量元素,在轧制状态下使其形成碳氮化合物。其R值为1.92~2.06。这种BH冷轧钢板在涂漆烘烤温度170`C下可使汽车零部件抗拉强度提高40~70MPA。目前已研制出340Mpa级BH冷轧钢板[6]。
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9)组织强化型高强度钢板
通过改变钢的微观组织可在大范围内提高其强度(440~1470Mpa),目前开发出三种高强度级别的钢板,其代表性的钢有双相(DP)钢板和贝氏体钢板。此钢的屈服强度低,加工硬化指数高,成型性好。此外,TRIP(变态诱发**塑型钢)及**高强度钢板等均有希望大规模应用于汽车。目前这些钢板的热镀锌及合金化合处理,除DP钢板有少量热镀锌的研究以外,其他高强度钢板尚未开展研究[7]。这些钢板的热镀锌和合金化处理技术上会有一定的难度,需要我们去探索[8]。
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热镀锌基板的研究必须与热镀锌工艺相结合起来,否则即使基板达到要求的性能,镀锌工艺不能满足要求也达不到目的。