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镀铝锌锌花生长机理和锌花尺寸控制的研究.pdf

花匠小妙招
2025-09-07 03:15

轧钢
2012年12月?第29卷?第6期
STEEL ROLLING
Dec.2012
镀铝锌锌花生长机理和锌花尺寸控制的研究
李国洋,谢二虎,梁勋国
(重庆赛迪冶炼装备系统集成程技术研究中心有限公司,重庆401122
摘要:为研究镀铝锌产品的锌花生长机理,从镀液成分和冷却速率方面进行了理论分析和试验研究,结果表
明,可通过缩短锌液与镀后冷却风机的距离来确保过冷度及在5%A-Zn-1.6%j锌液中添加Re、Ti元素,
将锌花尺寸控制在0.1~10.0mm。
关键词:热镀铝锌;锌花;生长机理;尺寸控制
中图分类号:TG335
文献标识码:A文章编号:1(003-9996(2012)06-0004-03
Study on Spangle Growth Mechanism and Size Control of Hot Galvaluming
感
XIE Erhu, LIAN
建
大
K CISDI Engincering Co. Ltd and Congqing Steel Metallurgical Engineering R&D enter, hongging401122, China)
Abstract Small size spangle control was difficult problem in galvalume production. In this paper, the spangle
甫值
growth mechanism was studied, and the great tests about adjusting the content of zinc liquid and the cooling
ate after pot were carried out. The results showed that the spangle size could be controlled within 0. 1
10.Omm by shortening the distance between pot and cooling wind machine, and adding Re and Ti alloys to the
市
55%AL-ZN-16%Si zinc liquid.
Key words: hot galvaluming; spangle; growth mechanism; size control
天
力传感
1前言
控有
相比较镀锌板,小锌花镀铝锌板具有不少优
t
点:一是防锈性能为镀锌板的10~20倍,达到不
总眼』锈钢标准;二是成本校低,一般比不锈钢价格便宜
公
及
40%;三是切口耐蚀性能好,切口能自动修复,防
司具止红锈产生;四是加性能好,具有优异的附和
控耐刮痕性能,能适应各种加工;五是环保,已通过
50?m
制
国际多项环保测试;六是厚度、强度、镀锌量都可
以调节;七是寿命长。所以,目前全球液晶模组行
图1六边形锌花形貌
业普遍选用小锌花镀铝锌板来生产液品背板,但
镀铝锌锌花的控制技术相对封锁,且关于锌花生
(1)锌花表面存在大量的空洞,原因是对于大
长机理的研究较少。本文研究了锌花生长机理和
多数金属,凝固后其摩尔体积会相应地减少,锌花
控制锌花尺寸的方法。
在凝固过程中由于体积的收缩,液相/空气之间的
2镀铝锌锌花生长机理的研究
表面张力导致液相/空气界面弯曲,液面由平面变
对某现场生产的镀铝锌板进行了随机抽样,
成凹形曲面,先凝固的枝晶(包括一次枝品、二次
用扫描电镜对锌花的形貌进行了分析,典型的六枝晶等)晶臂粗化,枝晶粗化的过程中需要周围的
边形锌花的形貌见图1、图2。
液梋来填补,围后凝固的地方由于没有剩余的
根据实验结果可知
液相补充,导致后凝固的地方凹陷,形成如羽毛状
锌花枝晶晶臂间隙的“凹槽”
收稿日期:2012-05-02
作者简介:李国洋(1985-),男(汉族),重庆人,工程师。
第29卷?第6期
李国洋等:镀铝锌锌花生长机理和锋锌花尺す控制的研究
(2)镀液凝固过程就是锌花生长的过程,它是持续生长。一次晶臂在生长过程中,表面一且出
一个典型的枝晶生长过程,其主干上会再次生成现扰动,将会产生分叉,进而形成二次枝晶,主轴
二次枝晶和三次枝晶。其原因是枝晶主轴的方向上所形成的二次枝晶晶臂也是在优先生长的方向
为晶体的优先生长方向,与热流方向越接近越能上生长的。
OHM I
图2六边形锌花面扫描照片
3锌花尺寸控制技术理论
寸达到0.4~0.5mm。美国专利US70413862研二
3.1添加合金元素的理论研究
究了AITi、A-B、AITi-B和 AL-TI-C合金的添
福建
大
目前添加合金元素改变花尺す的研究是加对层花尺す的响,研完结果表明,添加
等会生长面小相这两常的作用发有加
前沿固/液界面能、溶质再分配、枝品尖端曲率和细化品粒作用明显。当添加ATB合金时,
市乳
枝晶生长取向等参量,最终通过改变镀层组织的液中T含量达到0.01%时,就可以使锌花的尺8
凝固过程来控制锌花尺す。面在镀铝锌钢板领す由原1m减小到0.3mr其中起主要細化5制
域,国外文献和专利的报道主要集中在添加S、作用的为TB但随着液中工含量的维续增
天
Ti和Re元素。世界专利WO2009/0558432报
道了55%AL-Zni镀层中Si含量对锌花尺寸的
花尺寸的机理解释主要有两种观点:一是添加
影响,即锌花尺寸随i含量的增加而变大。美国
T,可减小液中的S含量,使合金层以FA自
相作为形核基底,细化品粒。二是T或T的化目眼
专利US2010/00217603报道了在常用的AZn
Si镀层((AI)=45.0%~60.0%,e(Zn)=
合物(TiA,T,AB2等)作为形核异质剂,作公
为形核基底,细化晶粒。
37.0%~46.0%,o(Si)=1.2%~2.3%)基础
3.2冷却速率的理论研究
感器及具控制
上,添加Mg的AI-ZnSi镀层且Si含量小于
人们普遍认为锌花是由凝固之前液态金属的
1.2%时,锌花尺寸小于0.5mm。专利中的具体
过冷造成的。 Cameron等曾报道了在凝固之前的
数据显示当o(Si)=0.5%,(Mg)=0.3%时,锌
锌镀层中存在有6~10℃的热力学过冷度,而
花尺寸为0.29mm;当u(Si)=0.28%,a(Mg)
Kim等却报道了有23℃的过冷度;但在试验高纯
0.2%时,锌花尺寸为0.19mm。
度锌的液滴时, White观察到在凝固之前的过冷
添加T元素,可以形成TiAN,金属间化合度不到1℃。过冷度的差异可能与锌液的纯度和
物,增加凝固过程中的形核密度,从而细化晶粒,冷却速率有关。从过冷度的角度认为,锌花形成
提高形核率,形成小锌花且镀层比较均匀,镀层厚的凝固模型为:
度减薄,镀层耐蚀性和抗高温氧化性得到不同程
(1)凝固只从钢板表面开始;
度的提高。Ti、B元素通常作为Al合金的晶粒细
(2)钢板内部在空冷条件下温度差异很小(有
化剂加入