寶鋼熱鍍鋅發(fā)展歷程

寶鋼熱鍍鋅產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展與分析

寶鋼第一條熱鍍鋅線于1990年投產(chǎn)，產(chǎn)品為熱鍍鋅純鋅，主要用于建筑行業(yè)。隨后，在該生產(chǎn)線上開發(fā)了熱鍍鋅IF鋼和高強(qiáng)度低合金鋼系列產(chǎn)品，主要用于汽車內(nèi)飾件。2000年，以汽車板為主的熱鍍鋅線投產(chǎn)，產(chǎn)品為熱鍍鋅純鋅和熱鍍鋅鐵合金，使用鋅鍋。在這條線上，先后開發(fā)了汽車用外板和高強(qiáng)度鋼材，表明寶鋼有能力批量穩(wěn)定地供應(yīng)熱鍍鋅汽車板。

2004年，寶鋼投產(chǎn)了一條以建筑為主的熱浸鍍鋁鋅生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)55Al-Zn產(chǎn)品，為高端建筑彩板提供優(yōu)質(zhì)原板。2005年，寶鋼和新日鐵聯(lián)合冷軋廠進(jìn)一步加強(qiáng)了GA鋼板的供應(yīng)能力；如果說2008年寶鋼五冷軋廠的投產(chǎn)進(jìn)一步鞏固了寶鋼熱鍍鋅汽車板的市場(chǎng)份額，那么2009年超高強(qiáng)度鋼專用生產(chǎn)線的投產(chǎn)，將直接使寶鋼熱鍍鋅鋼板的強(qiáng)度等級(jí)從之前的800兆帕提高到1200兆帕，正式進(jìn)入世界熱鍍鋅先進(jìn)高強(qiáng)度鋼制造技術(shù)的領(lǐng)先行列。一系列先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)集成在這條生產(chǎn)線上。2015年，寶鋼完成了第一條熱鍍鋅線的整體升級(jí)，產(chǎn)品擴(kuò)展到熱沖壓用熱浸鍍鋁硅和厚規(guī)格熱浸鍍鋅，最高強(qiáng)度達(dá)到1200兆帕。2016年，寶鋼成功試制熱鍍鋅鋁鎂涂層產(chǎn)品。到目前為止，寶鋼已經(jīng)形成了熱鍍鋅、熱浸鍍鋅鐵合金、熱浸鍍鋁鋅、熱浸鍍鋁硅、熱浸鍍鋅鋁鎂等系列以及以此為基礎(chǔ)的各種表面處理產(chǎn)品，熱浸鍍系列產(chǎn)品趨于齊全。截至2016年，寶鋼累計(jì)擁有16條連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線，總產(chǎn)能超過500萬噸。

2

汽車用熱鍍鋅產(chǎn)品

近年來，汽車用熱鍍鋅鋼板的發(fā)展主要集中在先進(jìn)的高強(qiáng)度鋼上。與第一代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼相比，第二代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在相同抗拉強(qiáng)度下的延伸率更為優(yōu)異，而第三代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的延伸率介于兩者之間。熱鍍鋅高級(jí)高強(qiáng)度鋼主要用于汽車白車身的結(jié)構(gòu)安全部件。由于其高強(qiáng)度和韌性，可以提高汽車車身的被動(dòng)安全性。硅作為先進(jìn)高強(qiáng)度鋼如TRIP和QP中的必需元素，在貝氏體轉(zhuǎn)變和分配過程中起到抑制碳化物析出的作用，從而提高殘余奧氏體的穩(wěn)定性，進(jìn)而通過TRIP效應(yīng)提高鋼板的延伸率。發(fā)現(xiàn)退火處理后，硅會(huì)擴(kuò)散到鋼帶表面，導(dǎo)致表面選擇性氧化，形成氧化層。由于與熔融鋅的潤(rùn)濕性差，這種表面氧化層會(huì)導(dǎo)致帶鋼表面磷化效果差或漏鍍或脫鋅。因此，在研發(fā)初期，含硅鋼板表面存在各種表面缺陷，極大地限制了這類鋼在汽車工業(yè)中的商業(yè)應(yīng)用。為了解決這些問題，有必要控制帶鋼表面的選擇性氧化。目前，寶鋼開發(fā)了相應(yīng)的有效技術(shù)來控制退火爐內(nèi)的氧含量，抑制表面氧化。通過調(diào)節(jié)退火爐內(nèi)氣氛的露點(diǎn)溫度，控制帶材表面的氧化程度，由外氧化變?yōu)閮?nèi)氧化，內(nèi)氧化層的厚度也可以優(yōu)化調(diào)整到合適的水平。

為了提高熱鍍鋅鋼板表面的潤(rùn)滑性，減少?zèng)_壓過程中脫鋅等缺陷，寶鋼開發(fā)了GI和GA表面進(jìn)行無機(jī)潤(rùn)滑處理的產(chǎn)品，使摩擦系數(shù)降低20%以上，特別適用于車門內(nèi)板等復(fù)雜零件的沖壓，大大降低了沖壓裂紋率。

為了避免在加熱過程中在未涂覆的熱成型鋼中形成氧化鐵，鋁-硅涂覆的熱成型鋼被廣泛用于制造熱成型部件。寶鋼2015年完成首條鍍鋅線升級(jí)后，具備鋁硅涂層生產(chǎn)能力。鋁硅涂層在熱成形前主要由以Al7Fe2Si為主的合金層和以初生α-Al相和Si相為主的涂層母層組成。在熱成形奧氏體化加熱和保溫過程中，鐵和鋁充分?jǐn)U散，形成鋁和硅飽和的α-鐵相、Fe2Al5/FeAl2相和fe2al 2相。此外，近年來，對(duì)鋅基涂層熱成型鋼的研究也在興起。然而，由于液態(tài)金屬脆化導(dǎo)致的基體微裂紋問題，鋅基涂層熱成型鋼的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于鋁硅涂層，需要突破鋅基涂層熱成型鋼的直接熱成型工藝。

鋅鋁鎂涂層具有優(yōu)異的平面耐蝕性和缺口耐蝕性，最早主要用于建筑領(lǐng)域，但近年來在汽車上的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。為了兼顧耐蝕性、焊接性和成形性，適用于汽車的Zn-Al-Mg涂層的Al含量通常為1% ~ 3%，Mg含量通常為1% ~ 2%，其余為Zn。2016年，寶鋼率先在國內(nèi)工業(yè)試生產(chǎn)鋅鋁鎂涂層汽車板，涂層表面質(zhì)量達(dá)到汽車內(nèi)飾板要求。與熱浸鍍鋅相比，鋅鋁鎂鍍層鋼板在沖壓過程中的鍍層磨損會(huì)降低，因?yàn)殄儗佑捕入S著鋁和鎂含量的增加而增加，可以減少停機(jī)時(shí)的擦模次數(shù)，特別是對(duì)擦傷缺陷敏感的零件，進(jìn)一步降低加工成本。

三

建筑和家用電器用熱浸鍍鋅產(chǎn)品

鋅鋁鎂涂層具有優(yōu)異的平面耐蝕性和缺口耐蝕性，最早主要用于建筑領(lǐng)域，但近年來在汽車上的應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。為了兼顧耐蝕性、焊接性和成形性，適用于汽車的Zn-Al-Mg涂層的Al含量通常為1% ~ 3%，Mg含量通常為1% ~ 2%，其余為Zn。2016年，寶鋼率先在國內(nèi)工業(yè)試生產(chǎn)鋅鋁鎂涂層汽車板，涂層表面質(zhì)量達(dá)到汽車內(nèi)飾板要求。與熱浸鍍鋅相比，鋅鋁鎂鍍層鋼板在沖壓過程中的鍍層磨損會(huì)降低，因?yàn)殄儗佑捕入S著鋁和鎂含量的增加而增加，可以減少停機(jī)時(shí)的擦模次數(shù)，特別是對(duì)擦傷缺陷敏感的零件，進(jìn)一步降低加工成本。

寶鋼熱鍍鋅經(jīng)過20多年的發(fā)展，已在此基礎(chǔ)上形成了GI、GA、55Al-Zn、Al-Si、Zn-Al-Mg及表面處理系列，最高供應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)1200MPa。擁有16條連續(xù)熱鍍鋅生產(chǎn)線，總生產(chǎn)能力超過500萬噸，是國內(nèi)實(shí)力最強(qiáng)、產(chǎn)量最大的綜合性廠家。

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