Page 81 - 理化检验-物理分册2023年第一期

林传华, 等: 热镀铝锌钢板表面锌花尺寸不均匀原因

为10cm×10cm ( 长×宽) 的正方形( 见图1 ), 并做 磨区域和未打磨区域的浸镀工艺完全相同, 说明轧硬

好长度位置的定位标识, 方便浸镀后取样。浸镀工 态钢板的表面状态对锌花尺寸有影响, 打磨后钢板表

艺的参数为: 锌锅温度为 600 ℃ , 钢板入锅温度为 面状态发生变化, 导致锌花的尺寸发生变化。

600℃ , 浸镀时间为3s , 钢板厚度为 0.4mm , 材料
为 DX51D+AZ钢, 镀液的化学成分如表1所示。

图3 浸镀后轧硬态钢板表面的宏观形貌
2.2 FTIR 分析

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图1 浸镀前轧硬态钢板表面的宏观形貌 对1 ~6 试样的表面残留物进行 FTIR 分析,
结果如表2所示。对试样的锌花尺寸进行评级, 板
表1 浸镀工艺镀液的化学成分分析结果 %

面任一位置长度为100mm 方向上的锌花个数分别
质量分数
项目
Al Zn Si Fe 为85 , 65 , 40 , 30 , 20时, 锌花尺寸等级依次对应1~
实测值 54.9 43.0 1.55 0.474 5级。由表2可见: 1 , 5 试样的羧酸盐红外吸收
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1.2 试验方法 峰值( I 1560 ) 为2~3mm , 锌花尺寸等级为2.5级, 锌

将砂纸打磨后的轧硬态钢板进行浸镀处理, 然 花尺寸小; 其余试样的 I 1560 均为0.5mm , 锌花尺寸

后进行宏观观察及微观分析。取焊接前后锌花尺寸 等级为 3.5~4.5 级, 锌花尺寸大。冷轧过程中, 过
热的乳化液与钢基板发生强烈共价反应, 导致钢板
差异大的钢板( 见图 2 ), 其中大锌花的尺寸约为 5
mm , 小锌花的尺寸约为 1mm , 将镀层外层用硝酸 表面产生羧酸盐, 且羧酸盐很难被电解。打磨钢板

表面可以将羧酸盐刮除, 导致打磨后钢板表面的锌
乙醇 溶 液 溶 解 后, 用 JSM-6460LV 型 扫 描 电 镜
花尺寸发生改变。
( SEM ) 进行分析; 在钢板镀层截面取样, 进行 SEM
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表2 1 ~6 试样表面残留物的 FTIR分析结果
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和能谱( EDS ) 分析。
试样编号 锌花尺寸等级 / 级 I 1560 mm
/

另外抽取6块锌花尺寸不均匀的镀铝锌钢板, #
1 2.5 2.0

编号为1 ~6 试样。采用 Nicolet6700型傅里叶 2 # 4.0 0.5
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#
# 4.0 0.5
3
变换红外光谱仪( FTIR ) 对1 ~6 试样表面的残留
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4 # 3.5 0.5
物进行分析。 5 # 2.5 3.0
#
6 4.5 0.5
2.3 SEM 和 EDS分析
将锌花尺寸不同的试样外覆层中的富锌相和富
铝相溶解, 然后对试样的中间合金层表面进行 SEM
分析, 结果如图4所示。由图4可知: 小锌花试样中
间合金层表面残留的硅针数量多, 大锌花试样中间
合金层表面残留的硅针数量少; 进一步放大观察, 发
现小锌花试样的合金层有大量沟槽, 而大锌花试样
图2 焊接前后锌花尺寸差异大的钢板宏观形貌 的合金层无明显沟槽。
图5是小锌花试样镀层截面的 SEM 形貌, 可
2 试验结果及分析 见小锌花试样的中间合金层有锌相( 箭头所指位
2.1 钢板表面状态的影响 置), 说明沟槽是合金层中锌相溶解后产生的。
浸镀后轧硬态钢板表面的宏观形貌如图3所示, 对锌花尺寸不同的试样镀层截面进行 EDS 分
可见砂纸打磨后, 钢板表面的锌花尺寸明显变大。打 析, 可知小锌花试样外覆层与合金层界面处锌元素
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