CN108796480A - 适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板及制备方法，该热镀锌板包括基体，所述基体为低碳钢板，所述基体上下表面分别镀有的纯锌层，所述纯锌层表面覆有三价铬钝化膜，所述三价铬钝化膜厚度为30～40mg/m2，所述热镀锌板厚度为0.4～1.6mm，表面粗糙度Ra为0.7～1.2μm，RPc为80～110/cm。本发明的优点在于热镀锌板表面具有一层厚度均匀、成膜质量好的三价铬钝化膜，钝化膜厚度适中，即可以满足72h中性盐雾试验要求，又避免了粉末喷粉中麻点或起泡缺陷。

Description

适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板及制备方法
技术领域
本申请属于热镀锌板生产技术领域，特别涉及一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板及制备方法。
背景技术
热镀锌板具有良好的耐蚀性和涂漆性，在家电行业应用广泛，采用镀锌板制造家电面板的一般工艺流程为：冲压—脱脂清洗—烘干—上漆(喷漆或喷粉)—烘烤。随着环保要求日益严格，在家电用热镀锌板生产中，表面铬酸钝化处理完全被无铬钝化替代，在家电板上漆生产中，粉末喷涂工艺(以下简称喷粉)也逐步取代喷漆工艺。其中，无铬钝化包括三价铬钝化、环保钝化和无铬耐指纹钝化等，其中三价铬钝化因生产成本低应用最为广泛，但由于三价铬钝化液属于无机为主的成分体系，涂漆性能不如镀锌原板和其他有机成分体系无铬钝化板，在镀锌板喷粉产品生产中容易出现麻点或起泡缺陷。造成缺陷的主要原因包括镀锌板钝化层质量不良和喷粉工艺问题，其中，通过常规的镀锌板出厂检测无法判断镀锌板钝化层是否适用于喷粉生产，因此容易出现批量喷粉产品质量问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板及制备方法，解决现有三价铬钝化热镀锌板在喷粉工艺中容易出现麻点或起泡的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请实施例公开了一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板，包括基体，所述基体为低碳钢板，所述基体上下表面分别镀有的纯锌层，所述纯锌层表面覆有三价铬钝化膜，所述三价铬钝化膜厚度为30～40mg/m2，所述热镀锌板厚度为0.4～1.6mm，表面粗糙度Ra为0.7～1.2μm，RPc为80～110/cm。
优选的，在上述适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板中，所述纯锌层厚度为40～100g/m2，所述低碳钢板宽度方向上所述三价铬钝化膜厚度与所述纯锌层表面所述三价铬钝化膜厚度偏差±2mg/m2以内。
相应的，还公开了一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法，依次包括如下步骤：
S1在热镀锌产线上，轧硬态带钢经前处理、退火、镀锌、冷却形成镀锌板；
S2进行光整和拉矫处理，平整压下率为0.8～1.6％，辊面粗糙度Ra为1.8～2.0μm，拉矫延伸率为0.1～0.3％；
S3进行表面清洗和烘干；
S4进行钝化处理，采用四辊辊涂机顺涂方式在钢板表面涂覆三价铬钝化液，涂覆辊的辊面粗糙度1.6～1.8μm，辊涂时带钢速度为80～130m/min，辊压为1.2～1.6kN，操作侧与传动侧辊压偏差不超过0.2kN，取料辊与带钢速度比50～60，涂覆辊与带钢速度比100～110；
S5进行烘干处理；
S6进行风冷处理；
S7进行卷取制成钢卷。
优选的，在上述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法中，步骤S5中，采用热风烘干方式，烘干炉温度260～320℃，控制板温为65～85℃，烘干时间为4～8s。
优选的，在上述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法中，步骤S6中，冷却出口板温低于50℃。
优选的，在上述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法中，步骤S7中，卷取前板温低于40℃。
设计原理及效果的具体说明如下：
镀锌板喷粉后出现麻点或起泡主要原因是镀锌板表面钝化膜层与喷涂上的粉末在烘烤时发生物理和化学反应，钝化膜质量不良导致反应不均匀形成局部漆膜不良或钝化膜内部脱水产生气体释放。为适应粉末喷涂工艺，需要严格控制钝化层质量，要求镀锌板表面具有合适厚度的三价铬钝化膜，膜厚均匀偏差小，整个表面成膜反应充分且膜层致密无裂纹，同时镀锌板表面结构均匀，有利于形成均匀的喷粉。本发明提供了一种三价铬钝化热镀锌板可满足以上要求，在纯锌层表面覆有一层三价铬钝化膜，膜厚为30～40mg/m2，膜厚低于30mg/m2耐蚀性差容易产生锈蚀，膜厚超过40mg/m2容易产生膜层裂纹并在喷粉烘烤中产生更多不良反应；还需要控制整个表面膜层的均匀性，选择控制钢板宽度方向膜厚偏差为±2mg/m2以内；进一步地，选择合适的表面粗糙度，Ra为0.7～1.2μm，Ra过小不利于喷粉后漆膜附着力，Ra过大会导致钝化膜层均匀性和耐蚀性下降，而RPc值越大代表表面越均匀，但增大RPc会增加磨辊成本，选择RPc为80～110/cm。
以下对本发明一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制造方法的作用原理及效果进行具体说明：
对镀锌板进行光整和拉矫处理，可以获得合适的表面粗糙度和良好的板形；平整压下率控制在0.8～1.6％，压下率过低不能消除钢板的屈服平台且辊面粗糙度转印至钢板的效率低，压下率过高容易导致钢板强度上升塑性变差；辊面粗糙度Ra控制在1.8～2.0μm，Ra过小容易导致钢板Ra偏小且辊子使用效率低，Ra过大会导致生产前期的钢板Ra偏大且RPc值偏小，板面均匀性下降；拉矫延伸率控制在0.1～0.3％即可以起到改善板形效果，有利于后面钝化处理获得膜厚均匀的钝化层。在纯锌层表面覆有一层三价铬钝化膜，膜厚为30～40mg/m2，钢板宽度方向膜厚偏差为±2mg/m2以内，表面粗糙度为0.7～1.2μm，RPc值为80～110/cm。
对镀锌板进行钝化处理，目的是在镀锌板表面涂覆一层均匀的钝化液，带钢速度根据机组生产不同厚度规格设定为80～130m/min；涂覆辊辊面粗糙度影响钝化液的辊涂效果，粗糙度过小时辊面粘附的钝化液量少会导致膜厚偏低，粗糙度过大时辊面与带钢摩擦阻力增大导致表面擦划伤和涂覆不均匀，选择辊面粗糙度1.6～1.8μm；通过调节辊压和辊速比来控制钝化膜厚度，辊压越大膜厚越小，两侧辊压偏差越小，膜厚均匀性越好，辊速比增大可适当增大膜厚；选择辊压为1.2～1.6kN，操作侧与传动侧辊压偏差不超过0.2kN，取料辊与带钢速度比50～60，涂覆辊与带钢速度比100～110，可以实现膜厚控制在30～40mg/m2，钢板宽度方向膜厚偏差±2mg/m2以内。
进行烘干处理，采用热风烘干方式有利于带走钝化液挥发物质，根据带钢厚度调节烘干炉温度在260～320℃，实现控制板温为65～85℃，根据带钢速度烘干时间为4～8s，板温过低，时间过短，钝化膜成膜不良，板温过高，烘干时间过长，容易形成膜层裂纹。
进行风冷处理，板温过高容易导致成膜反应不良和辊子损伤钝化膜层，冷却出口板温低于50℃。
进行卷取制成钢卷，板温过高会导致卷取包装后表面结露形成锈蚀，因此要求卷取前板温低于40℃。
与现有技术相比，本发明优势在于热镀锌板表面具有一层厚度均匀、成膜质量好的三价铬钝化膜，钝化膜厚度适中，即可以满足72h中性盐雾试验要求，又避免了粉末喷粉中麻点或起泡缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为实施例1热镀锌板经粉末喷涂后的照片；
图2所示为对比例1热镀锌板经粉末喷涂后的照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1～6和对比例1～3的热镀锌板的结构特征如下表所示，实施例与对比例选用热镀锌板的牌号为DX51D+Z。
本发明实施例1～6和对比例1～3的制造方法为：在热镀锌产线上，轧硬态带钢经前处理、退火、镀锌、冷却形成镀锌板；进行光整和拉矫处理，平整压下率为0.8～1.6％，辊面粗糙度Ra为1.8～2.0μm，拉矫延伸率为0.1～0.3％；进行表面清洗和烘干；对镀锌板进行钝化处理，采用四辊辊涂机顺涂方式在钢板表面涂覆三价铬钝化液，涂覆辊的辊面粗糙度1.6～1.8μm，辊涂时带钢速度为80～130m/min，辊压为1.2～1.6kN，操作侧与传动侧辊压偏差不超过0.2kN，取料辊与带钢速度比50～60，涂覆辊与带钢速度比100～110；进行烘干处理，采用热风烘干方式，烘干炉温度260～320℃，控制板温为65～85℃，烘干时间为4～8s；进行风冷处理，冷却出口板温低于50℃；进行卷取制成钢卷，卷取前板温低于40℃，主要工艺和设备参数如下表所示：
采用本发明实施例1～6和对比例1～3的热镀锌板进行耐蚀性检测和平板喷粉处理，耐蚀性检测采用72h中性盐雾试验，白锈面积比例小于5％为合格，喷粉处理工艺流程为：脱脂清洗-烘干-静电喷粉-烘烤-冷却，检查热镀锌板盐雾后锈蚀情况和喷粉后表面漆层质量，结果如下表所示，可以看出实施例1～6耐蚀性合格，喷粉后无麻点或起泡缺陷，实施例1热镀锌板经粉末喷涂后的照片见图1，对比例1～3出现耐蚀性不合格，或出现麻点与起泡缺陷，对比例1热镀锌板经粉末喷涂后的照片见图2，说明本发明的三价铬钝化热镀锌板满足家电板耐蚀性要求，且更适用于粉末喷涂工艺，解决了喷粉后麻点和起泡问题。
试样编号 白锈面积比例 耐蚀性结果 喷粉后表面质量
实施例1 1％ 合格 无明显缺陷
实施例2 3％ 合格 无明显缺陷
实施例3 1％ 合格 无明显缺陷
实施例4 2％ 合格 无明显缺陷
实施例5 1％ 合格 无明显缺陷
实施例6 1％ 合格 无明显缺陷
对比例1 2％ 合格 严重麻点和起泡
对比例2 20％ 不合格 无明显缺陷
对比例3 ＜1％ 合格 少量麻点
上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板，其特征在于，包括基体，所述基体为低碳钢板，所述基体上下表面分别镀有的纯锌层，所述纯锌层表面覆有三价铬钝化膜，所述三价铬钝化膜厚度为30～40mg/m2，所述热镀锌板厚度为0.4～1.6mm，表面粗糙度Ra为0.7～1.2μm，RPc为80～110/cm。
2.根据权利要求1所述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板，其特征在于，所述纯锌层厚度为40～100g/m2，所述低碳钢板宽度方向上所述三价铬钝化膜厚度与所述纯锌层表面所述三价铬钝化膜厚度偏差±2mg/m2以内。
3.如权利要求1所述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
S1在热镀锌产线上，轧硬态带钢经前处理、退火、镀锌、冷却形成镀锌板；
S2进行光整和拉矫处理，平整压下率为0.8～1.6％，辊面粗糙度Ra为1.8～2.0μm，拉矫延伸率为0.1～0.3％；
S3进行表面清洗和烘干；
S4进行钝化处理，采用四辊辊涂机顺涂方式在钢板表面涂覆三价铬钝化液，涂覆辊的辊面粗糙度1.6～1.8μm，辊涂时带钢速度为80～130m/min，辊压为1.2～1.6kN，操作侧与传动侧辊压偏差不超过0.2kN，取料辊与带钢速度比50～60，涂覆辊与带钢速度比100～110；
S5进行烘干处理；
S6进行风冷处理；
S7进行卷取制成钢卷。
4.根据权利要求3所述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法，其特征在于，步骤S5中，采用热风烘干方式，烘干炉温度260～320℃，控制板温为65～85℃，烘干时间为4～8s。
5.根据权利要求3所述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法，其特征在于，步骤S6中，冷却出口板温低于50℃。
6.根据权利要求3所述的适于粉末喷涂的三价铬钝化热镀锌板的制备方法，其特征在于，步骤S7中，卷取前板温低于40℃。
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