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鋅鋼道路護欄件鍍層脫落的起因與優化建議

  對于鍍鋅鋼道路護欄件,由鋼基到自由表面的組成為:鋼件基體、制約層、Fe-Zn合金層、純鋅層、氧化鋅層。鋼在含鋁的鋅液中浸鍍時,初始形成的合金相應該是Fe2Al5相,因為Fe2Al5化合物的生成自由能較Fe-Zn化合物小。Fe2Al5相層即為制約層,它將鐵和鋅液隔離開來,使Fe-Zn反應難于進行。制約層也是連接鋼件基材和涂層的粘合層。緩蝕層連續致密,鋼基體與涂層結合良好。相反,如果制約層不完整,則鋼件與涂層之間的附著力較差。影響緩蝕層形成的主要因素有:帶鋼表面清潔度、鍍液含鋁量、鍍液溫度、帶鋼入鍋溫度和浸漬時間。可見,保持鍍層粘附性充要的條件是:帶鋼浸入到鋅液里后,于鋼件的表面先構成含鋁多、含鋅少的較薄Fe2Al3制約層,才能粘附鍍層和阻止Fe2Zn3擴散反應,從而達到增進鍍層附著力的作用。因此,為增加鍍層附著力,建議對鋅鋼護欄件以下工藝進行優化:

  1、增進鋅鋼道路護欄件表面上的清潔度:軋制之后的冷軋鋼帶的表面附有較多的軋制油、鐵粉與灰塵等雜物,若未淸洗干凈,將嚴重影響鍍層質量,生產不出高質量的鍍鋅產品。

  2、控制鋅鍋中合適的鋁含量∶鋅鍋里面的鋁進行鍍鋅的過程中,有著相當重要的用處,制約層的主成分是為Fe2Al5。通常,鋅鍋中鋁含量一般為0.12mass%~0.22mass%。

  3、合理控制熱浸鍍工藝:隨著溫度的升高,鐵、鋅原子的擴散速率增加,鐵的溶解度增加,鋁含量降低,使涂層難于形成或涂層的附著力變差。在熱浸鍍鋅過程中,鋼基體中的鐵與鋅液中的鋁反應生成fe2al5。遠離帶鋼的鋅液中的鋁向靠近帶鋼的區域擴散。當帶鋼速度慢,即鍍鋅時間長時,先在帶鋼表面形成fe2al5。在中間層,fe2al5隨著時間的增加,相層的逐漸耗盡將導致Fe-Zn擴散形成Fe-Zn合金層;如果鍍鋅時間太短,會消耗靠近帶鋼的鋁,遠離帶鋼的鋁不會擴散和均勻化,形成fe2al5;中間粘結層的鋁濃度失去了形成粘結層的充分條件。

  通過對熱鍍鋅鋼件成形后涂層脫落原因的分析,綜合分析了影響涂層附著力的關鍵工序。通過增加帶鋼表面清潔度,嚴格控制鋅鍋含鋁量在適當范圍內,合理控制熱浸鍍鋅層,終獲得合格的鍍鋅鋼件。合格的鋅鋼道路護欄件緩蝕層連續致密,符合產品要求。