宝钢镀锌 【技术】宝钢热镀锌产品技术的发展及分析

宝钢热镀锌发展历程

宝钢热镀锌产品技术的发展与分析

宝钢第一条热镀锌线于1990年投产，产品为热镀锌纯锌，主要用于建筑行业。随后，在该生产线上开发了热镀锌IF钢和高强度低合金钢系列产品，主要用于汽车内饰件。2000年，以汽车板为主的热镀锌线投产，产品为热镀锌纯锌和热镀锌铁合金，使用锌锅。在这条线上，先后开发了汽车用外板和高强度钢材，表明宝钢有能力批量稳定地供应热镀锌汽车板。

2004年，宝钢投产了一条以建筑为主的热浸镀铝锌生产线，主要生产55Al-Zn产品，为高端建筑彩板提供优质原板。2005年，宝钢和新日铁联合冷轧厂进一步加强了GA钢板的供应能力；如果说2008年宝钢五冷轧厂的投产进一步巩固了宝钢热镀锌汽车板的市场份额，那么2009年超高强度钢专用生产线的投产，将直接使宝钢热镀锌钢板的强度等级从之前的800兆帕提高到1200兆帕，正式进入世界热镀锌先进高强度钢制造技术的领先行列。一系列先进技术已经集成在这条生产线上。2015年，宝钢完成了第一条热镀锌线的整体升级，产品扩展到热冲压用热浸镀铝硅和厚规格热浸镀锌，最高强度达到1200兆帕。2016年，宝钢成功试制热镀锌铝镁涂层产品。到目前为止，宝钢已经形成了热镀锌、热浸镀锌铁合金、热浸镀铝锌、热浸镀铝硅、热浸镀锌铝镁等系列以及以此为基础的各种表面处理产品，热浸镀系列产品趋于齐全。截至2016年，宝钢累计拥有16条连续热镀锌生产线，总产能超过500万吨。

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汽车用热镀锌产品

近年来，汽车用热镀锌钢板的发展主要集中在先进的高强度钢上。与第一代先进高强度钢相比，第二代先进高强度钢在相同抗拉强度下的延伸率更为优异，而第三代先进高强度钢的延伸率介于两者之间。热镀锌高级高强度钢主要用于汽车白车身的结构安全部件。由于其高强度和韧性，可以提高汽车车身的被动安全性。硅作为先进高强度钢如TRIP和QP中的必需元素，在贝氏体转变和分配过程中起到抑制碳化物析出的作用，从而提高残余奥氏体的稳定性，进而通过TRIP效应提高钢板的延伸率。发现退火处理后，硅会扩散到钢带表面，导致表面选择性氧化，形成氧化层。由于与熔融锌的润湿性差，这种表面氧化层会导致带钢表面磷化效果差或漏镀或脱锌。因此，在研发初期，含硅钢板表面存在各种表面缺陷，极大地限制了这类钢在汽车工业中的商业应用。为了解决这些问题，有必要控制带钢表面的选择性氧化。目前，宝钢开发了相应的有效技术来控制退火炉内的氧含量，抑制表面氧化。通过调节退火炉内气氛的露点温度，控制带材表面的氧化程度，由外氧化变为内氧化，内氧化层的厚度也可以优化调整到合适的水平。

为了提高热镀锌钢板表面的润滑性，减少冲压过程中脱锌等缺陷，宝钢开发了GI和GA表面进行无机润滑处理的产品，使摩擦系数降低20%以上，特别适用于车门内板等复杂零件的冲压，大大降低了冲压裂纹率。

为了避免在加热过程中在未涂覆的热成型钢中形成氧化铁，铝-硅涂覆的热成型钢被广泛用于制造热成型部件。宝钢2015年完成首条镀锌线升级后，具备铝硅涂层生产能力。铝硅涂层在热成形前主要由以Al7Fe2Si为主的合金层和以初生α-Al相和Si相为主的涂层母层组成。在热成形奥氏体化加热和保温过程中，铁和铝充分扩散，形成铝和硅饱和的α-铁相、Fe2Al5/FeAl2相和fe2al 2相。此外，近年来，对锌基涂层热成型钢的研究也在兴起。然而，由于液态金属脆化导致的基体微裂纹问题，锌基涂层热成型钢的应用远远少于铝硅涂层，需要突破锌基涂层热成型钢的直接热成型工艺。

锌铝镁涂层具有优异的平面耐蚀性和缺口耐蚀性，最早主要用于建筑领域，但近年来在汽车上的应用逐渐扩大。为了兼顾耐蚀性、焊接性和成形性，适用于汽车的Zn-Al-Mg涂层的Al含量通常为1% ~ 3%，Mg含量通常为1% ~ 2%，其余为Zn。2016年，宝钢率先在国内工业试生产锌铝镁涂层汽车板，涂层表面质量达到汽车内饰板要求。与热浸镀锌相比，锌铝镁镀层钢板在冲压过程中的镀层磨损会降低，因为镀层硬度随着铝和镁含量的增加而增加，可以减少停机时的擦模次数，特别是对擦伤缺陷敏感的零件，进一步降低加工成本。

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建筑和家用电器用热浸镀锌产品

锌铝镁涂层具有优异的平面耐蚀性和缺口耐蚀性，最早主要用于建筑领域，但近年来在汽车上的应用逐渐扩大。为了兼顾耐蚀性、焊接性和成形性，适用于汽车的Zn-Al-Mg涂层的Al含量通常为1% ~ 3%，Mg含量通常为1% ~ 2%，其余为Zn。2016年，宝钢率先在国内工业试生产锌铝镁涂层汽车板，涂层表面质量达到汽车内饰板要求。与热浸镀锌相比，锌铝镁镀层钢板在冲压过程中的镀层磨损会降低，因为镀层硬度随着铝和镁含量的增加而增加，可以减少停机时的擦模次数，特别是对擦伤缺陷敏感的零件，进一步降低加工成本。

宝钢热镀锌经过20多年的发展，已在此基础上形成了GI、GA、55Al-Zn、Al-Si、Zn-Al-Mg及表面处理系列，最高供应强度可达1200MPa。拥有16条连续热镀锌生产线，总生产能力超过500万吨，是国内实力最强、产量最大的综合性厂家。

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