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硅对镀锌的影响

2021-04-14 13:54:48

钢中的硅是作为脱氧剂加入的。如在炼钢后期不加入硅或铝等脱氧剂,其特点是含硅量很低,标准规定为痕迹或不大于0.07%,但钢中杂质多,成分偏析严重,性能均匀性差。如在炼钢后期加入硅或铝等脱氧剂,则能完全脱氧,其特点是钢中残余一定的硅,钢锭组织致密、偏析小,质量均匀。 含有硅的原板在加热退火时,因硅原子体积小,而且硅与铁相比对氧有更大的亲和力,因而硅会将钢带表面的氧化铁还原,生成硅的氧化物并在钢带表面富集,反应式如下: Si+02=Si02 ,Si+2Fe0=S02+2Fe 氧化物的*外层是Si02薄层,其内层是以(FeO)2.Si02为主体的氧化物层。这层氧化硅层有两大不利作用:一是会使锌液在基板表面的浸润性严重恶化,导致锌液很难镀到钢带表面,镀后的镀层也很不均匀,造成严重的镀锌不良,特别严重时镀层用手也能剥下来,二是在镀锌时降低了钢基的活性,对铁的溶出有抑制作用,特别是抑制铁与铝形成铁铝化合物,这就会使铝失去了阻碍铁锌化合物形成的作用,导致铁锌化合物层变厚,形成灰色无光泽的镀层,而且镀层的黏结性很差。这一现象叫做“圣德林”效应。因而,镀锌的原板一般都是采用含硅量小于0.07%的沸腾钢或铝镇静钢。 对于专业生产硅钢镀锌板的生产线而言,可在锌液中加入0.05%的镍来解决硅钢板的镀锌问题。

钢基中硅含量较高会给热镀锌带来困难,一般认为,含硅量较高的镇静钢是不能用来热镀锌的,故长期以来多半是采用含硅量小于0.03%左右的沸腾钢作为热镀锌原板。

钢基中较高的含硅量对热镀锌的不利影响并不能随硅含量的增高而加剧。特别是镀锌温度较高、浸锌时间较长时便属于这种情况。在460°C镀锌时,即使硅含量较低而经短时间浸锌就已发现厚的镀锌层,硅含量为0.06%~0.08%时,镀层厚度达到*大值,而硅含量为0.12%~0.25%时,其镀层厚度又转为正常;当硅含量超过0.25%时,镀层厚度又急剧增长。

在低温下,例如在430°C进行热镀锌时,镀锌层随着硅含量的提高而增长,特别是当浸锌时间较短时,则以近似直线的关系而变化。

“圣德林效应”一般在浸锌时间大于3分钟时发生,而在现代化带钢连续热镀锌机组中,带钢浸锌时间仅为5秒左右,所以“圣德林效应”就完全不存在,只有批量热镀锌,在1-3分钟较长时间浸镀时,才符合“圣德林效应”。

采用含硅量较高的带钢进行连续热镀锌时,若应用普通的工艺制度,是得不到良好的镀层粘附性的,这主要是因为钢板表面已生成的二氧化硅比氧化铁难被氢气还原的缘故。

如果提高还原温度、延长还原时间、提高保护气体中的氢气含量或提高带钢入锌锅温度,由于钢板表面的二氧化硅得到充分还原,则镀层的粘附性即会得到改善,粘附性评定值的级别越高,粘附力就越好。

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