-
鋅花
鎖定
- 中文名
- 鋅花
- 外文名
- spangles
- 影響因素
- 合金元素、冷卻速度等
- 原 理
- 降低鋅液的凝固温度
- 方 法
- 在鋅液中加入其它元素法
- 學 科
- 冶金工程
目錄
- 1 介紹
- 2 獲取方法及原理
- 3 鋅花分類
- 4 各種因素對鋅花形成的影響
鋅花介紹
鋼板的熱浸鍍層表面在凝固時均出現鍍層金屬的結晶花紋,這種結晶花紋對鍍鋅板尤為明顯,呈現出美麗的鋅結晶的外觀,因而成為熱鍍鋅板外觀的重要特徵,通常稱此結晶花紋為“鋅花”(spangles)。
鋅花獲取方法及原理
在鋅液中加入其它元素法
當在鋅液中加入某種合金元素後,可以使其結晶過程延長,則表面鋅液在未達到其共晶温度以前不會凝固。純鋅在419.5℃凝固,如果加入錫(0.5%以下)後,則錫-鋅共析合金在未降到198℃以前不會凝固。加入鎘後,則鎘-鋅共析合金在未降到264℃時不會凝固。如加入銻(0.3%以下)後,其銻-鋅共析合金在未降到409℃不會凝固。加入鉛後,其鉛-鋅共析合金在未降到317℃不會凝。因此,比純鋅的凝固時間都有不同程度的延長,使鋅花晶體的生長時間大大延長,便於鋅花的長大,所以可獲得較大的鋅花。
表面吹氣體法
鋼絲網法
這種方法只能用在鍍鋅薄板上,它是用磁性輥子使鋼絲網與鋅層表面接觸來達到此目的的。由於鋼絲網節結接觸之處首先受到冷卻,在該處首先生成結品的固體顆粒而成為結晶核,其餘未凝固的鋅液,即以此為結晶核開始向外結晶擴展生成鋅花。
噴水霧法
在鍍鋅鋼件表面上的純鋅液未凝固時噴以水霧(水與蒸汽或水與空氣的混合物)造成結晶核。未凝固的鋅液即以此為起點向外擴散而生成鋅花。
其它方法
除上訴四種指明的方法外,如果能做到鍍件的表面平滑、鍍鋅層比較薄、控制温度均勻下降及足夠的空氣中冷卻時間,都能獲得較大的鋅花。
鋅花鋅花分類
(一)大鋅花
以肉眼可以分辨的直徑大於3mm的鋅花稱為大鋅花,也有人稱為正常鋅花或自然鋅花。國際上公認的最佳尺寸為8~12mm。
在自然界中鉛和鋅為共生礦牀,採用火法冶煉時,鉛液密度大在下部,鋅液密度小在上部,由此可進行分離。但鉛在鋅液中的飽和濃度為2%,所以粗鋅中有大量鉛成分。熱鍍鋅有150多年曆史了,當時沒有現代化的精煉技術,只有採用粗鋅進行熱鋅鍍生產,因鋅液中混進了鉛,故熱鍍鋅板一定會出現鋅花。因此長期以來就形成了熱鍍鋅板一定要有鋅花,沒有鋅花就不是熱鍍鋅板的錯誤觀點。實際熱鍍鋅板帶有鋅花沒有任何好處:第一,鋅層中含有鉛或銻會加快電化學腐蝕速度,使熱鍍鋅板使用壽命減少15%~20%;第二,有鋅花會使板面凹凸不平;第三,有鋅花不利於進一步塗層,因為一個鋅花會出現一個暗斑,反而影響美觀。目前歐美髮達國家已看不到大鋅花熱鍍鋅板,全部走向了無鋅花產品,只有東南亞不發達國家中仍然保留有大鋅花品種。
(二)小鋅花
鋅花直徑1~2mm的鋅花稱為小鋅花。當熱鍍鋅板從鋅鍋出來之後,向沒有凝固的鋅層噴射水霧或鋅粉時,則一個水霧滴、一個鋅粉顆粒就會形成一個結晶中心,使單位面積鋅花數量增多而變小,所以鍍鋅板面就會形成用肉眼可分辨的小鋅花,傳統上把經此工藝生產出的產品稱為小鋅花。因為此工藝常常會造成鋅花不均、表面色澤不均,而且生產成本高,故此工藝目前應用不多。
(三)無鋅花
板面上用肉眼無法看到鋅花,稱為無鋅花,也稱之為零鋅花,這是通過控制鋅液化學成分來完成的。熱鍍鋅時只向鋅液中加一定含量的鋁,不加入鉛、銻、錫,即可生產出無鋅花產品。此工藝不增加設備,不增加生產成本,可以獲得均勻一致的表面外觀,所以此工藝已在全世界得到普遍推廣應用。
(四)光整鋅花
大鋅花不允許進入光整工序。小鋅花或無鋅花產品通過光整工序處理後,稱為光整鋅花。
鋅花各種因素對鋅花形成的影響
各種因素對鋅花形成的影響具體如下:
(1)合金元素的影響。熱鍍鋅時只有向鋅鍋中加入三種有色元素的一種,例如鉛( Pb)、銻(Sb)、錫(Sn),熱鍍鋅板面才會出現鋅花。當要生產大鋅花熱鍍鋅板時,歐洲人習慣加鉛,美國人習慣加銻,因為錫的價格貴故都不選用。由於鉛對人體有毒害作用,並且表面光澤發暗,所以目前幾乎全部由加銻取代了加鉛。鋅花大小與加入量有關,含量越大鋅花越大,含量越小鋅花越小,例如要求鋅花直徑為8- 12mm時,則銻或鉛的加入量為0. 06%-0.12%。
(2)原板的影響。原板越厚,粗糙度越小,則鋅花越大。
(3)冷卻速度的影響。冷卻速度越慢,晶體生長時間就越長,則鋅花越大。
(4)結晶中心的影響。在鍍鋅層凝固過程中,鋅花的大小由結晶的晶核數目多寡而定:晶核越多,鋅花越小,晶核越少。