锌铝镁镀层各元素的作用和影响

2023-01-24 08:53
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与高强钢一样,锌铝镁良好的耐腐蚀性能是由于其组织决定的,而组织又是由化学成分和冷却速度决定的,下面我们就探讨锌铝镁镀层化学成分的选择,以及各元素的作用。



1 镁的作用和影响



镁的作用首先是提高耐腐蚀性能,这一点前面已经充分分析过了;其次,在镀浴内略加0.1%的镁,可以提高带钢在镀液中的浸润性,降低镀浴表面的张力,减少漏镀缺陷的产生,这是因为镁的氧化物很不致密,基本是以非常疏松状存在的。



这一点与铝的特点似乎有些互补,对采用铝含量较高的镀层生产合金含量较高的高强钢有着很重要的意义。



不过,在锌铝镁镀浴内,镁的含量较高,镁的氧化物不致密的问题就会带来一系列的副作用,成为热镀锌铝镁产品生产的一大困难。



2 铝的作用和影响



首先,在镀锌的基础上加铝可以显著提高耐腐蚀性能和耐热性能,这一点在锌铝镁镀层中也同样如此;其次,在镀锌时加少量铝,可以抑制锌液与铁的反应,减薄Fe-Zn的化合物层;第三,铝可以抑制镁氧化的局限性,铝的氧化物很致密,可以减轻镁疏松氧化物带来的影响,如果恰到好处的话,使得铝镁的氧化物可以成膜,造成产品的缺陷。



在这三个特性中**条只有好处,没有坏处,但第二、第三条都是双刃剑。与镁一样,铝在锌铝镁镀浴内的含量很高。一方面铝抑制了锌与铁的反应,但铝与铁的反应更加激烈,成为主要矛盾;另一方面,铝极易氧化的问题也会带来一系列的问题,同样成为锌铝镁产品生产的一大难题。



3 硅的作用和影响



硅的加入,主要是为了抑制铝和铁的反应,减薄镀层与钢基之间的化合物层,提高加工性能,这一点与所有的高铝镀层的原理一样。



只要是在铝高于共晶成分的镀层,都要加硅,铝含量越高,加的硅越多。最高的铝硅镀层,加约10%的硅;其次是铝锌硅镀层,加1.5%左右的硅;SD加0.2%的硅,ZAM可以加0.1%的硅。



另外,硅还可以细化晶粒,提高组织的均匀性,抑制晶间氧化。



4其它元素的作用



由于锌铝镁的成分很复杂,工艺性能也变得非常复杂,为了采用以锌、铝、镁为主的成分生产出合格的产品,可以通过增加少量的其它元素,改善热镀工艺性能和使用性能,号称是锌铝镁镀层成分的第四元。



比如:防止镁的氧化黑变,是锌铝镁合金产品的一个难题,有的公司采用了在合金内添加合金元素的办法抑制镁的氧化,例如POSCO专利采用的方法,是在合金中加入0.01%~0.1%的镓和0.005%~0.1%的铟;首钢专利是采用在合金中加入0.01%~0.1%的钙、钡或0.01%~0.4%的锂来解决这一问题;可以通过加入钛和硼来细化晶粒,并起到抑制Mg2Zn11组织的产生;通过加入稀土,可以增加组织的均匀性从而抑制晶间腐蚀,进一步提高耐腐蚀性能。



综上所述,锌铝镁镀层成分=a%Zn+b%Al+c%Mg+(d%Si)+e%X


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