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热镀锌基板的发展现状
汽车板热镀锌机组以生产外板为重点,生产规格板厚多在0.6~1.2mm之间,板宽多为800~1850mm,宽可达到2000mm。产品级别相当复杂,从CQ、DQ、DDQ、EDDQ(IF),到BH、DP、TRIP等汽车用高强度钢板。通过采用多种技术,使镀层形貌、厚度精度等得到控制,如镀层厚度误差小于2~3g/m2。通过采用无铅镀锌可生产无锌花钢板,这种镀层不易产生晶间腐蚀,使用寿命长,适用于汽车和电器行业。日本几乎每套热镀锌机组都设置了锌铁合金化炉,锌铁合金化镀层板(Galavneal)标准镀锌层厚度为双面160~180g/m2,合金镀层含Fe8%~12% [2]。
国外在20世纪70年发了微合金钢和磷合金钢,80年代中期开发了双向DP钢和烘烤硬化钢,90年发了相变、诱导塑性TRIP钢 [3]。 目前,国际合作项目“**轻型钢制车体(ULSAB)开发”正在顺利进行,其目标是要达到行车油耗34KM/3L(美国),车体减重25%。在车体结构上大量采用高强和**高强钢板是其基本出发点。**轻型钢制车体通过大ULSAB的特点是:并不以牺牲性能而达到减轻车重的目的[4]。**轻钢车以车体结构用高强度钢的比例**过90%作为设计依据,日本在1985~1995年的十年间,车身高强度刚的比例由10%增加到30%,随着表面处理性能的提高,汽车寿命从6。7年延长到9。3年,扣除高性能化钢板制造时的能源增加,一年可以节省357*104L重油,几4相当于节省国内钢铁业能源消耗量的百分之几。2000年在日本汽车制造中,高强度钢板的使用已达36.3%。
汽车用热镀锌板国内外的发展形势
汽车工业产品具有、高可靠、高集成的要求,汽车用热镀锌钢板是镀锌钢板中的精品和。自1975年美国把热镀锌板应用于汽车工业的20多年间,世界各汽车生产大国努力开发和研制以防腐蚀为目标,并综合考虑焊接性、涂敷性和成型性的高质量热镀锌板,并取得了一系列的 技术进步,其中包括钢基体的化学成分,钢板表面的轧制质量,热镀锌镀层厚度的均匀性,合金化的结构及工艺控制等一系列技术问题。经过20年的研究,上述的技术问题及完成此项技术要求的工艺装备已基本得到解决而开始大量应用于汽车上,这些技术的成功应用可较大地改善汽车工作状态、延**命并节省能源。
高表面质量、高强度和高深冲性是汽车面板所必需具备的基础条件,镀层表面质量与薄板表面质量粗糙度、清洁度、带钢 化学成分及其冲压成型性有直接的关系,同时热镀工艺、锌液成分、热镀设备也是影响镀层表面质量的重要因素。高强度和高冲压性与热镀锌基板化学成分、物理性能、热处理工艺以及热镀性能都有密切关系,下面将重点论述国外与国内汽车用高挡热镀锌板镀层品种、基板、工艺及设备等方面的发展现状及趋势。
热镀锌装备的发展现状
气刀是控制镀层厚度和均匀度的关键部件,新型气刀采用可调节式整体框架式结构,可以可靠准确地调节气刀与钢带的间隙与角度,调节气刀与锌锅的距离,其刀唇间隙可以自动控制从而保证镀层的平整度和均匀性。
锌液中的锌渣是影响镀锌板表面质量的重要的因素,在现代化生产线中,已用陶瓷内衬锅取代铁锌锅,用可移动或提升更换的双锌锅来替代镀液转换,用在线测量的探头(Al sensor)和相应的锌液成分控制系统可以严格地测定锌液中的铝和对应的铁含量,可以有效地减少锌渣对镀锌板表面质量的影响。
利用电磁移动场创造的磁流体动力学封闭(NHD)而设计的垂直型锌锅可取消原始锌锅中的部件,而取得高速、无锌渣、节能、提高锌层表面质量等优点[9]。本法的工作原理是:液态Zn(或Al、ZnAl)合金从锅底流出后进入MHD通道达一定深度时(此深度取决于金属液比重、液面高度、电流大小等因素),由于交流感应器产生的外部电磁移动场在锌液中产生感应电流,此电流与外部电磁场的相互作用而产生电磁力,它作用于金属流体使之向上移动。因而使锌液不能从锅底的开口出流出。当钢带从其底部通道进入锌锅时锌液在通道处始终处于一个位置,而锌锅内不需设任何钢结构件。
为了提高机组运行速度和生产效率,减少面渣和底渣的形成,国外有关研究单位相继开发了“锌垫”技术和“垂直锌锅技术”。“锌垫”技术以液态金属垫的原理工作,钢带被液态金属压力压下通过锌垫,由于不采用沉没辊,从而带来产品表面质量提高、生产效率提高、成本降低,特别适用于高速机组。
由于激光拼焊技术的出现和应用,汽车厂可以将窄幅板焊在一起后使用,这使得用量较小的宽幅板(宽度1800mm以上)的生产已不再是必须的,只是冷轧厂的产品的宽度达到1550mm,即可生产汽车用镀锌钢板。
这些技术装备的不断开发应用,使热镀锌板在汽车制造所用钢材的比例不断上升。例如日本已高达81%、加拿大76%、意大利71、法国70%、德国60%、美国45%。由于合金化镀锌板成本和质量的优越性,日本汽车界决定到2005年汽车用板全部用合金化镀锌板,取代现有的电镀锌合金板。
热镀锌基板的研究必须与热镀锌工艺相结合起来,否则即使基板达到要求的性能,镀锌工艺不能满足要求也达不到目的。
2.1.3镀锌工艺技术的发展
为了获得的表面,90年代国外新建的镀锌生产线大量采用美钢联法,美钢联法采用高密度电解脱酯技术(HCD)可以快速有效地清除表面的油污,同时在还原退火炉中美钢联法用全辐射管替代改良森吉米尔法中的明火加热,因此可以严格的控制温度和气氛,确保火炉的无氧化气氛,从而保证镀层的优良附着性和表面质量。
传统热镀锌线的工艺布局均是设置一台光整机。现代化生产汽车板的宽带钢热轧镀锌机组,一般在工艺布局中设置两台光整机,次光整是采用一台四辊式光整机把带钢表面轧平,消除表面凸凹不平的外貌;*二次光整是选用一台二辊式光整机给带钢一定的粗糙度。
传统热镀锌作业线均为双活套,布置在工艺段的出口和。由于汽车板对板面要求较高,所以光整汽车板时,有时5~10卷就要更换光整辊,为了实现工艺段不停机换辊,提高作业率,所以有些机组在光整机前增加一个活套,即组成*三活套的工艺布局,新增活套的储料时间一般为120s。
国外新近投产的热镀锌或改造旧的热镀锌机组的生产能力和产品质量都有进一步提高,发达国家新建的生产线可生产宽度达2100mm的热镀锌钢板,机组速度可达200m/min,合金化速度达136m/min,年生产能力达60万吨。
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