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电镀锌汽车板生产工艺的完善

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-17  浏览次数:1110

现代小轿车的使用期限在很大程度上取决于车身的耐蚀性,所以用户对车身保护的要求在不断提高。2000年针对保护方面定出了更为严格的要求:大气腐蚀(锈痕)不低于6年,穿透腐蚀不低于10年。

不采用预先镀层钢板无法实现这种高要求。主要使用锌或化合物作为钢基体的保护镀层,就能保证其可靠的电化学保护。因此,国外一些公司已投人大量资金组织生产用于汽车车身和其它零件的不同种类镀锌钢板。除维纽克汽车配件厂外,国内生产厂家没有采用镀锌钢板,结果使用l-2年后车身出现大气腐蚀,3年后(最多5年)就可观察到穿透腐蚀。

随世界发展趋势,1998年维纽克汽车配件厂开始采用镀锌汽车板。汽车配件厂的汽车车身国内镀锌轧材份额在当时仅为镀锌钢板总量的29%,71%需要进口。因此,产生了这样一个问题,即保证汽车制造业对国产高质量镀锌板的要求。维纽克汽车配件厂优先使用电镀锌钢板的原因如下:镀层厚8-10µm的双面热镀锌轧材焊接时焊缝强度比单面镀锌轧材低50—100%;双面热镀锌

轧材在冲压过程中,镀层和模压机发生接触,这有可能产生表面缺陷;使用电镀锌板时油漆表面质量决定着车身和整个汽车的质量。最佳方案是采用表面精整第一批冷轧材为主的单面电镀锌板作汽车配件厂汽车表面零件。

为了满足汽车制造业对电镀锌板质量的要求,1998-1999年期间雷西文斯克钢铁厂与“因萨尤尔”股份公司共同着手改造镀锌生产线。钢铁厂有生产渗铬薄钢板和宽为1000mm电镀锌商品板材设备。为了组织生产宽1000-1580 mm、厚0.6-1.5mm的板材,对操作工艺参数进行了综合研究,并对设备结构设计作了详细分析。

使用钢铁厂和中央黑色冶金科学研究所的研究结果作为工艺和设计研究的依据。物理化学和电化学研究、数学物理模拟计算出了用于改建镀锌生产线的主要工艺参数;镀锌电解液成份;不同条件电流计算密度;板带移动速度参数;电极间隔间的电解液流动速率极限;铅阳极最佳位置;保证镀锌层反面“堆集”最小的保护罩结构;保证电解液流动所需速度的喷嘴形状。这样就解决了保证获取高质量电镀锌汽车板的一系列问题。

根据维纽克汽车配件厂的技术要求板材反面(非镀层)上的“堆集”不超过20 mm在工厂的机组上装配有8个镀锌槽,在镀锌槽中断开非镀层面上的阳极获取单面镀层,这样会导致非镀层面上出现一层薄薄的锌。在这种情况下层厚度取决于往板带的哪个面镀锌:下面镀锌时上面的锌“堆集”多些。模拟电镀过程显示,无电介质保护罩时,安装在板带非镀层面上的断开阳极会发生过电流现象。电流值和沉积镀层值是工作面镀层的9~15%。使用Ⅱ型保护罩时效果最佳,在板带反面窄边(10-20 mm)上记录有堆集。

所进行的研究可设计出能保证获得高质量单面镀层的保护罩结构,并在雷西文斯克钢铁厂No.4和No.32镀锌生产线上使用(图1)。保护罩对镀锌层“堆集”的作用在图2中给出。

因为不能利用现有镀锌槽替代可溶性镀锌阳极这个问题,最大的变化已列入镀锌槽的结构之中。设计并制造大型镀槽需相当大的资金投入。但依靠加长镀锌槽上部达到成功改变可溶性阳极配置图(图3)。这个方案就能使制造出的设备超过10t。

在现有的镀槽中锌可溶性阳极的底端停留在槽的下部,这就要求在采用镀槽扩展上部时替代带浸入辊的槽的下部。但是锌可溶性阳极完全在加长的上部分里而下部保持不变。

由于对No.4和N0.32镀锌线基本改造和对操作工艺参数的研究,工厂组织生产镀锌层厚为5-10µm、卷重7.5-10.0 t,宽为1000-1580mm,厚为0.5-1.5 mm的电镀锌汽车板(单面和双面镀层)。可以生产宽为1250 mnl长为1000-1500 mnl的钢板。镀锌工艺速度为70-90 m/min,这可以保证生产线的总生产能力达到20万t/y(图4)。

与新里佩茨克钢铁公司共同进行了一项综合工程,以获得经AHO热处理的08Ю和01Ю钢(≤0.01%)表面第一批次BOCB等级冷轧钢材。这就允许组织生产具有所需机械性能(表1、2)和表面优质的轧材,最终在雷西文斯克钢铁厂生产出能满足汽车工业需求的电镀锌板。创建完全符合ENl0152—93标准的TYlll—06800186335—2003是科研和工业工作的成果。

列宁格勒金属制造厂用0810钢生产的单面电镀锌板和新里佩茨克钢铁公司、北方钢铁厂用01ЮT钢生产的热镀锌板在维纽克汽车配件厂进行了镀锌对比实验。在镀层厚度相同的情况下,交货时所有试样的耐蚀性也相同。但经磷酸盐处理时,电解镀锌板与热镀锌板相比显示出了良好的密实性和上乘的质量。油漆颜料涂盖层对电镀锌板的“湿粘附力”比对热镀锌板要高(5级一密实涂盖层,晶体-5-8/µm;3-4级一密实涂盖层,晶体-10-20µm;8-10级一高粘附力等级9-5%):

结果雷西文斯克钢铁厂成为俄罗斯唯一一家拥有这种设备的企业,其设备能生产出符合世界标准的高质量电镀锌汽车板。1998-2003年间这种板材的产量从0.6万t/y增加到7.5万t/y。随着生产工艺的完善大大地改善了交货产品的质量:缺陷板的数量从2000年的39%降到2003年的0.6%。

2003年维纽克汽车配件厂把用于生产BA3-2110、BA3-2111、BA3-2112和BA3-2123的汽车模型系列电镀锌板进口量减少了1.7%。

根据预测电镀锌汽车板的年需求量会增加并用于生产新型汽车模型,例如“KaJHHa”

(1118)和“ONEJTB-Actpa”单面镀层板-4万t,双面镀层板-8.3万t。

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