CN105296907A - 一种提高镀锌汽车板锌层质量的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高镀锌汽车板锌层质量的方法，属于钢材生产技术领域。适用于IF钢和低合金高强钢镀锌汽车；包括控制带钢入锌锅的温度及锌液成分；控制气刀工艺参数；采用光整液湿光整模式对热镀汽车板进行平整处理，光整处理后带钢表面粗糙度Ra值控制在0.8～1.2μm，RPc≥90；提高镀锌层表面结构均匀性，使镀锌层具有良好的组织结构、结合力以及涂装后耐腐蚀性。优点在于，无需对现有产线设备进行改造，通过工艺优化提高汽车板镀锌层表面质量和生产效率，有效提高了镀锌汽车板的可涂装性能。

Description

一种提高镀锌汽车板锌层质量的方法

技术领域

本发明属于钢材生产技术领域，特别涉及一种提高镀锌汽车板锌层质量的方法。尤其是提高镀锌汽车板涂装后耐腐蚀性能锌层质量的控制方法。适用于IF钢和低合金高强钢镀锌汽车板。

背景技术

为了提高随着轿车在汽车总量的比重不断扩大，镀锌汽车板在汽车用钢板中的占比也在上升。由于镀锌钢板自身具有良好的耐蚀性而常作为汽车外板使用，因此在满足成形性和焊接性的基础上，汽车工业越来越关注镀锌汽车板的可涂装性能以及涂装后的耐腐蚀性能。

典型的汽车车身涂层体系由电泳底漆、中涂漆、色漆和清漆层组成。为保证汽车涂层具有良好的装饰效果和耐腐蚀性能，在电泳之前需要对白车身进行磷化处理，在被涂基材与涂层之间形成磷化膜以提高二者之间的结合力以及整体涂装性能。镀锌汽车板表面质量是影响其涂装质量的关键因素。镀锌汽车板的表面质量主要包括以下几个方面：第一，钢板表面缺陷。为避免钢板表面缺陷对涂装质量的影响，高端汽车主机厂规定轿车外覆盖件需达到DIN1623标准中的“O5”级要求，即钢板一面不得含有影响涂装质量的外观缺陷。第二，表面清洁度。清洁度是指钢板表面受污染的程度，这不仅影响车身涂装前的清洗效果，严重还会影响冲压零件的表面质量。因此，必须在清洁生产的前提下，严格提高钢板表面的清洁度。第三，表面形貌。钢板表面形貌主要体现在对钢板表面粗糙度的要求上。除Ra值以外，峰值密度RPc值以及波纹度Wca值也是影响车身涂装质量的关键因素。其中，被涂钢板表面波纹度Wca值对涂层鲜映性影响显著。第四，锌层质量。一方面应保证镀锌层与基板之间具有良好的结合力；另一方面则要保证镀锌层厚度的均匀性。

电泳漆膜的耐腐蚀性能是评价镀锌汽车板涂装质量的重要环节。汽车主机厂要求镀锌汽车板经过涂装处理后在一定的腐蚀试验条件下表面漆膜不得不出现鼓泡或锈蚀的腐蚀缺陷。为提高镀锌汽车板涂装后的耐腐蚀性能，需通过改善和优化镀锌工艺以及镀锌后的光整工艺条件，改善锌层的组织结构，提高其与基体之间的结合力，提高镀锌层的厚度均匀性，并控制表面粗糙度在合理范围内，从而提高镀锌汽车板的可涂装性能，延长其表面漆膜在特定腐蚀环境中出现鼓泡或锈蚀等腐蚀缺陷的时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高镀锌汽车板涂装后耐腐蚀性能锌层质量的控制方法。解决了目前镀锌汽车板存在的涂装质量缺陷以及耐腐蚀性能低等问题。实现了合理控制镀锌层的组织结构和表面质量，有效提高镀锌汽车板的可涂装性能以及涂装后的耐腐蚀性能，抑制了漆膜鼓泡缺陷的出现。

一种提高镀锌汽车板涂装后耐腐蚀性能锌层质量的控制方法，适用于IF钢和低合金高强钢镀锌汽车板，具体步骤及参数如下：

1、带钢入锌锅条件：

带钢经过连退处理后入锌锅温度控制在466±3℃，炉鼻段露点控制在-35～-40℃，带速控制在90～120m/min，优选值为110m～120m/min。适当提高带钢入锌锅温度并降低炉鼻段露点温度，增加带钢入锌锅温度与锌液温度的温差，有利于提高锌层与基板之间的结合力。

2、锌液条件：

锌液温度控制在455～460℃。锌液温度不宜过高，以避免锌渣等缺陷的出现。锌液中Al值控制在0.205～0.220wt％，优选值为0.215wt％。锌液中Fe≤0.01wt％、Pb≤0.02wt％、Cd≤0.04wt％。

3、气刀工艺条件：

气刀使用的气体为N₂，确保锌层厚度均匀性，控制锌流纹缺陷。

4、镀锌后光整工艺条件：

采用光整液湿光整模式对热镀汽车板进行平整处理。IF钢镀锌汽车板光整延伸率0.8～1.5％；低合金高强钢镀锌汽车板光整延伸率0.9～1.5％。确保光整后带钢表面粗糙度Ra值控制在0.8～1.2μm，RPc≥90，提高镀锌层表面结构均匀性，使镀锌层具有良好的组织结构、结合力以及涂装后耐腐蚀性。

本发明的优点在于：

1、无需对现有生产线设备进行改造，通过工艺优化提高汽车板镀锌层表面质量和生产效率。

2、合理控制了镀锌层的组织结构和表面质量，有效提高了镀锌汽车板的可涂装性能。

3、镀锌汽车板经过涂装后的耐腐蚀性能得到显著提升，抑制了漆膜鼓泡缺陷的出现。

附图说明

图1为锌层质量控制技术镀锌汽车板锌层截面形貌。

图2为锌层质量控制技术镀锌汽车板锌层截面元素分布。

具体实施方式

一种提高镀锌汽车板涂装后耐腐蚀性能锌层质量的控制方法，如附图1-2所示：锌层质量控制技术实施前，锌层厚度的均匀性差，局部出现漏镀现象。抑制层结构不均匀性，Al元素离散分布，说明抑制层Fe₂Al₅相不连续。图1所示为锌层质量控制技术实施后镀锌汽车板的锌层截面形貌，锌层厚度的均匀性良好，结构起伏较低。图2所示为锌层质量控制技术实施后镀锌汽车板的锌层截面元素分布，抑制层结构均匀，Al元素连续分布，说明锌层与基体之间形成连续致密的Fe₂Al₅相。这种锌层组织结构可提高镀锌层与基体之间的结合力，并改善镀锌汽车板的可涂装性能，从而有效提高镀锌汽车板涂装后的耐腐蚀性能，抑制漆膜鼓泡缺陷的出现。

以下实施力采用国标GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》中的中性盐雾试验方法对优化前工艺和优化后工艺生产的镀锌汽车板耐腐蚀性能进行评价。具体试验条件为：中性盐雾试验箱内的温度设定为35℃，湿度为100％，NaCl溶液浓度为50g/L，pH值为6.5～7.2。试验周期定为1000h。试验材料为不同生产工艺条件下的镀锌汽车板，试样尺寸100×200×0.8mm。试样样品在丙酮试剂中进行超声波清洗，去除表面油脂。盐雾试验过程中将试样四边用塑料胶带密封，试验面与垂直方向呈30°角，间距以互不影响接收落下的盐雾为准。在中性盐雾试验进行不同阶段取出试验样品，用去离子水小心清洗后，观察试样表面漆膜是否出现鼓泡、锈蚀等腐蚀缺陷。

实施例1

表1为实施例1中镀锌汽车板锌层质量的控制工艺参数。与原工艺相比，控制带钢入锌锅温度、降低炉鼻段露点并适当提高带速，提高镀锌层与基板之间的结合力。控制锌液中的Al元素含量在合理范围内，保证抑制层连续致密。使用N₂作为气刀介质，提高镀锌层厚度均匀性。在湿光整条件下控制镀锌汽车板的光整延伸率，得到有效的表面粗糙度，以改善镀锌汽车板的可涂装性能。

表2为不同工艺条件下镀锌汽车板涂装后试样在中性盐雾试验条件下的耐腐蚀性能试验结果，控制工艺条件下镀锌汽车板涂装试样具有优良的抗盐雾腐蚀能力，试样表面漆膜经过1000h中性盐雾试验后表面未出现漆膜鼓泡或锈蚀缺陷。这种控制工艺可有效提高镀锌汽车板的耐腐蚀性能。

表1实施例1中锌层质量控制工艺参数

表2不同工艺条件下镀锌汽车板涂装试样的耐腐蚀性能

实施例2：

表3为实施例1中镀锌汽车板锌层质量的控制工艺参数。与原工艺相比，控制带钢入锌锅温度、降低炉鼻段露点并适当提高带速，提高镀锌层与基板之间的结合力。控制锌液中的Al元素含量，提高抑制层的致密性。使用N₂作为气刀介质，提高镀锌层厚度均匀性。在湿光整条件下控制镀锌汽车板的光整延伸率，得到有效的表面粗糙度，以改善镀锌汽车板的可涂装性能。

表4为不同工艺条件下镀锌汽车板涂装后试样在中性盐雾试验条件下的耐腐蚀性能试验结果，控制工艺条件下镀锌汽车板涂装试样具有优良的抗盐雾腐蚀能力，试样表面漆膜经过1000h中性盐雾试验后表面未出现漆膜鼓泡或锈蚀缺陷。这种控制工艺可有效提高镀锌汽车板的耐腐蚀性能。

表3实施例1中锌层质量控制工艺参数

表4不同工艺条件下镀锌汽车板涂装试样的耐腐蚀性能

Claims (4)

1.一种提高镀锌汽车板锌层质量的方法，适用于IF钢和低合金高强钢镀锌汽车,其特征在于，具体步骤及参数如下：

1)带钢入锌锅条件：带钢经过连退处理后入锌锅温度在466±3℃，炉鼻段露点在-35～-40℃，带速在90～120m/min；

2)锌液条件：锌液温度在455～460℃，锌液中Al值在0.205～0.220wt％。锌液中Fe≤0.01wt％、Pb≤0.02wt％、Cd≤0.04wt％；

3)气刀工艺条件：气刀使用的气体为N₂；

4)镀锌后光整工艺条件：采用光整液湿光整模式对热镀汽车板进行平整处理，IF钢镀锌汽车板光整延伸率0.8～1.5％；低合金高强钢镀锌汽车板光整延伸率0.9～1.5％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中带速控制在110m/min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中锌液中Al值为0.215wt％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤4)中光整处理后带钢表面粗糙度Ra值在0.8～1.2μm，RPc≥90。