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                熱鍍鋅過程的冶金學特性

                發布者: 發布時間:2016/12/26 14:37:11 閱讀:次 【字體:

                 熱鍍鋅過程是將經過一定處理的鋼質基底金屬通過熔融鍍層金屬槽的生產過程。鋅,鋁、鉛錫合金和鋅鋁合金一般常用來作為鍍層金屬,在所有鍍層工藝,基底金屬表面都必須清潔,以保證鍍層無間斷。在鍍鋁或鍍鋅鋁合金時,這是最關鍵的,例如比鍍鋅更加關鍵。此外,熱鍍鋅加工廠要求熔池表面保持清潔,尤其是入門至熔池段。這是因為所鍍金屬的氧化皮薄膜可能在此處粘附于進入的基底金屬表面上,從而影響熔融鍍層金屬對基板的潤濕。

                鋼的表面不應有任何玷污,在薄板進人鋅池之前,必須通過酸洗、堿洗或其他預先處理將污物除去。為了更容易得到連續的鋅附著鍍層,可以采取下列措施:(1)在熔池表面覆蓋適量的熔劑,和(或者)在被鍍薄板的表面即將進人熔池之前涂敷溶劑,或者在有退火或其他熱處理工序的情況下,直接在鍍鋅槽之前使用熔劑;(2)將經過熱處理的帶鋼保待在還原氣氛下,直至卷板進人熔融鋅表面以下。

                多年來,鍍薄板是將薄板一張張地緊接著通過鋅池來生產的。這種工藝將在本章第三節中詳細敘述。在二次世界大戰之后,研制成了能夠軋制寬規格的薄帶材的軋機,于是山現了以帶鋼形式鍍鋅的薄板產品。在此種生產方法中,薄板從帶卷上展開,以鋼帶形式通過生產設備,生產出的產品可以重新卷上,或在生產線終端按需要切割成單張薄板。帶鋼形式的生產稱為“連續生產”,以區別于單板鍍鋅的工藝。連續生產把從前分別在單臺設備上操作的許多工序聯合成一個違續的生產線。此外,以帶鋼形式生產鍍層薄板時,原來在單張薄板生產中存在的一些問題也得到了解決。例如,在熱鍍鋅薄板時,相鄰薄板之間必需留有間隙,使每張薄板的前后兩端鍍層附著量有相當大的變化。以帶鋼為基板鍍鋅時就沒有這一間隙,因而鍍層更均勻,鍍層金屬能夠得到充分的利用。但是,連續生產設備需要相當高的投資。各種連續熱鍍鋅生產過程將在本眾第四節中詳細介紹。

                在達到和超過熔點時,鋅很容易與鐵形成金屬間化合物。在熱鍍鋅中,基底金屬與鍍層金屬界面之間形成的這種合金,它將成為保護鍍層的重要組成部分,其厚度約為鍍層總厚度的10~25%。凝固后的鍍層由外表面層和內層組成,外表面層基本上由渡槽中的金屬構成,內層通常稱為“合金層”,由鐵鋅化合物的合金相組成,在命近鋼基底的合金層中鐵的含量較高。

                破鋅層的外層凝固時,象鑄件結晶組織一樣,從分散的晶核開始發展成多少有些規律的“晶花”或“鋅花”花紋。鋅花的大小受基底金屬外層成分、表面結構和預處現情況的影響,還受鍍層凝固前冷卻速度的影響,也受鍍槽成分和鍍層附著量的影響。鋅槽成分是鋅花形狀和鋅花邊界輪廓的最重要的決定性因素。

                合金層起到把相對較純的外層鋅與鋼基底結合在一起的作用,鋼落底表面必須完全被合金層覆差,但是,過厚的脆性合金層能降低鍍層的粘附力。

                將少量的鋁(0.10~0.25%)添加到鋅池中,能抑制合金形成,并生成粘附力加大的鍍層。然而,即使加用適量的鋁,制備能產生完善合金的清潔的鋼表面,對于得到良好的鍍層粘附力仍然是極重要的。

                許多研究人員研究了不同溫度下鐵-鋅的平衡關系。由施拉姆(1938)提出的狀態圖。各相的合金組成和品格結構。

                在各種條件下,熱鍍鋅生產的金屬間化合物示意。這組圖說明,合金層的各種成分的相對含量是可以通過改變浸漬時間和溫度來改變的。鋼的成分,尤其是硅的含量對合金層也有顯著的影響。鋁對合金層的影響最為顯著。圖是放大1000倍時用無鋁粗鋅生產的鍍層斷面顯微照片圖。鋅鋁合金(標定鋁含量為0.15%)生產的連續鍍鋅層斷面顯微照片圖。在后一種情況時,全部鍍層幾乎都是鋅。


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