汽车用热镀锌钢板的性能及
表
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面质量改进
第24卷第9期
2003年9月
腐蚀与防护
CORROS1ON&PROTECT1ON
Vo1.24No.9
September2003
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汽车用热镀锌钢板的性能及表面质量改进
中图分类号:TG178文献标识码:B文章编号:1005—748X(2OO3)O9一o413-02
汽车钢板不仅要求具有耐蚀性,也要满足压力
成形,焊接,化学成膜处理和涂漆等各种性能.目前
大多使用厚镀层电镀锌钢板(EG),合金化热镀锌钢
板(GA),还有非合金化热镀锌钢板(GI).GI钢板
不仅作为汽车装饰材料,也用来制作汽车外板,其需
要量在不断增加.
GI钢板与EG钢板相比较是镀层厚,制造成本
低.但GI钢板表面质量,压力加工成形和点焊接
等性能还需要改进.
日本川崎制铁公司为解决GI钢板存在的表面
质量问题,研究了如镀锌层表面皱纹和存在附着渣
滓等问题,GI钢板的质量已有了改进,开始用于作
汽车外装饰板.
1热镀锌钢板(GI)的特性
1.1耐蚀性
把GI等几种表面处理钢板(未涂漆)放置于日
本冲绳距海岸lOm处,进行了4年暴露试验之后测
定其腐蚀深度,结果示于图1.从图1可知,GI钢板
锌附着量愈多其耐蚀性愈好,特别是在涂漆后更能
发挥防锈蚀的效果.
暑
暑
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越
稚
基
蜒
图1各种镀锌钢板在冲绳海岸暴露4年后测定
镀层重量和腐蚀深度之间关系
其次,采取CCT试验将涂漆和无涂漆的各种钢
板耐蚀性评价结果示于图2.从图2可知,Zn-Ni镀
层合金钢板裸板耐蚀较好,GA钢板涂漆后耐蚀性
好,GI钢板裸板和涂漆之后耐蚀性均好.冷轧钢板
(CR)耐蚀性差.
1.2压力成形性能
将GA,GI,EG和CR在同一条件下,采用洗净
图2涂漆和无涂漆钢板耐蚀性的评价结果
油1.5g/m2,滑动方向20mm,横向20ram材质SK-
DI的金属模具,在钢板表面压下1960N力以
20mm/min进行平面滑动试验,求出的摩擦系数示
于图3.GI钢板比EG,GA,CR摩擦系数低,具有
良好的滑动性.
图3不同钢板的摩擦系数
(洗净油:lg/m2,粘度17ram2/s,滑动速度20mm/min,
压力9.8MPa)
1.3焊接性
组装一台汽车车体需要点焊接3000~4000处,
焊接镀锌钢板比焊接冷轧钢板电极寿命低,这是由
于镀锌层软质,熔点低,需要大电流焊接,高温条件
下焊接电极消耗大.对此在原料钢板中添加B元
素,可改善连接点焊接打点性,并控制热影区晶粒长
大,改善焊接区疲劳特性.改进后电极寿命延长状
况:改进前电极连续打点次数不到1200次,而改进
后电极连续打点次数近1600次.
1.4电沉积涂覆性能
化学生成被膜处理是施行涂漆的前处理,可提
高涂漆后的耐蚀性,并增加钢板和涂料的粘着力.
化学生成被膜处理性能的评价,通常是采取观察结
张朝生:汽车用热镀锌钢板的性能及表面质量改进
晶进行评定,把GI,GA和CR钢板采取PB-WI35
浸渍2min水洗干燥之后,用SEM(扫描电镜)观察
表面.冷轧钢板具有粒状磷酸盐铁素体结晶构造,
而GA,GI钢板属于叶状结晶构造.
已有报道,GA钢板在电沉积涂覆时容易产生
放电痕迹缺陷,若在GA钢板上面镀Fe-P层可防止
放电痕迹的发生.GI钢板则不产生放电痕迹缺陷,
GI钢板具有良好的电沉积涂覆性能.
2GI钢板表面质量的改进
(1)消除皱纹花样在热镀锌钢板时,镀锌液
面采取空气或氮气控制锌附着量.这时由于气体吹
过使带钢产生振动,同时由于镀锌层发生不规则热
镀液流动,所以在热镀锌板表面产生波状皱纹花样.
特别是在制作汽车外装饰板时,这种有皱纹花样热
镀锌钢板经涂漆后,严重影响汽车表面的平滑性.
为此,该公司水岛制铁所在连续式热镀锌生产
线上,采取吹送气体的最佳化控制,即对吹送气体压
力,喷嘴距离和喷嘴到镀液高度进行控制,从而消除
了镀锌钢板表面皱纹状花样缺陷.
(2)改进锌花
措施
《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施
附着在钢板上的热镀液凝
固时,在凝固核中心呈树技状结晶成长则形成花状
锌花.带锌花图样钢板受到建材行业欢迎,但在汽
车上不能用.由于锌花在表面形成凹凸不平,在涂
漆后外观受到损害,汽车需要的是细小锌花钢板.
锌花的大小受槽液中的Pb,Sb和镀锌层凝固速度
的影响.把热镀锌液中Pb含量控制到最小程度,
并提高热镀锌板的冷却速度,则可以生产出非常细
小锌花的热镀锌钢材,满足汽车制造厂的需要.
(3)减少附着渣滓热镀锌钢板表面存在附着
渣滓,在压力成形时形成表面缺陷.渣滓是在热镀
液溶出Fe和添加Al及熔化Zn形成的Fe_Al系或
Fe-Zn系金属间化合物.产生Fe_Al系的原因是用
1台镀锌锅生产GI和GA钢板,当从GA热镀液转
换为GI镀液时,因镀液中Al浓度增高生成浮着渣
滓.当时是采取控制镀液中Al含量的办法,控制
浮着渣滓的生成.
水岛制铁所于2001年增加了l台热镀锌锅,将
GA钢板和GI钢板分开生产,有效地控制了浮游渣
滓含量,及GI钢板浮渣问题.控制情况示于图4.
4
缝
z
莲l
0
0100200300400500
附着渣滓尺寸(m)
图4G1钢板附着渣滓数量的变化
3结语
日本川崎制铁公司为提高汽车用热镀锌钢板压
力加工性能,点焊接性,表面和外观质量,开展了大
量试验研究工作并获得成果.
对热镀锌板采取高润滑防锈油改善压力成形性
能,对原料钢板添加B元素提高点焊接性能.
在热镀锌钢板表面质量改进方面,采取最佳气
体喷吹条件防止了镀锌皱纹缺陷的发生;降低镀锌
锅中Pb,Sb可生产出细小锌花的热镀锌钢板;由于
把GA钢板和GI钢板分开采用专用镀锌锅生产,也
解决了附着渣滓表面缺陷问题.
张朝生编译自《川崎制铁技报))2OO2,34(2).
(上接第403页)
表3几种胶泥的抗渗性(MPa)
注:水压30rain,KP1抗渗性指标为河南沁阳胶泥厂产品指标.
水玻璃胶泥(抗渗性差)和上海化工装备研究所生产
的WB-2高分子修补剂,因其与搪瓷边缘粘接强度
欠佳,修复后使用周期均在一周左右,造成频繁的停
车检修.现改用糠醇改性钠水玻璃胶泥,在保证施
工质量的情况下,检修期在半年以上.
6结论
在钠水玻璃中掺人糠醇树脂(加人量不超过
lO),可以明显改善其物理,化学性能,使钠水玻璃
胶泥密实度增大,胶泥抗渗性能提高,而且改善了其
对稀酸,碱,中性化学介质的耐蚀能力,大大提高了
钠水玻璃的应用范围.
采用糠醇钠水玻璃,因耐蚀性能改善,价格相对
便宜(与KP1胶泥相比,可减少近一半费用),在各
种防护衬里施工中使用,可使工程费用大幅降低.
浙公网安备 33021202002483