熱鍍鋅產(chǎn)品斑狀缺陷研究

何丹丹，葛浩

馬鞍山鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心 安徽馬鞍山 243000

1 序言

隨著我國(guó)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，鍍鋅板憑借優(yōu)良的耐蝕性、涂漆性、裝飾性，以及良好的成形性等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，鍍鋅鋼板在汽車上的用量呈上升趨勢(shì)，并逐步成為汽車用薄板的主體。在鍍鋅產(chǎn)品中，連續(xù)熱鍍鋅帶鋼是近幾年發(fā)展較快的鋼鐵品種之一[1，2]。

汽車車身外板用鋼主要包括“四門兩蓋”、車頂及翼子板等零件，其表面質(zhì)量要求達(dá)到最高等級(jí)O5級(jí)[3]，鋼板表面質(zhì)量直接影響后續(xù)噴漆質(zhì)量[4]。熱鍍鋅鋼板的缺陷種類、來(lái)源多，表面質(zhì)量主要受基板狀態(tài)、鋅鍋工藝、鍍后處理工藝等影響[5，6]。能否獲得生產(chǎn)穩(wěn)定、高等級(jí)的熱鍍鋅板表面質(zhì)量，成為決定各生產(chǎn)廠商競(jìng)爭(zhēng)成敗的關(guān)鍵。本文針對(duì)某車型側(cè)圍外覆蓋件打磨出現(xiàn)“斑狀”缺陷進(jìn)行了全面分析。

2 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)材料是馬鞍山鋼鐵股份有限公司鍍鋅機(jī)組生產(chǎn)的熱鍍鋅鋼缺陷樣板，材料厚度0.7mm，鍍層重量50g/m2，力學(xué)性能見表1，表面斑狀缺陷樣板外觀如圖1所示。

表1 材料的力學(xué)性能

圖1 外覆蓋件斑狀缺陷

該零件斑狀缺陷出現(xiàn)在打磨以后，宏觀形貌呈現(xiàn)出明暗相間的形貌。在該零件上分別截取帶有深色區(qū)域和明亮區(qū)域的試樣，采用掃描電鏡對(duì)缺陷樣表面、截面進(jìn)行觀察分析，同時(shí)利用金相顯微鏡觀察“斑狀”處基板組織狀態(tài)（見圖2）。

圖2 試樣制備

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 缺陷去除鋅層前鍍層形貌分析

圖3所示為缺陷試樣去除鋅層前的表面微觀形貌。通過(guò)掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，缺陷深色區(qū)域有明顯打磨痕跡，明亮區(qū)域基本無(wú)打磨痕跡，這表明缺陷深色和明亮區(qū)域存在高度差，打磨沙盤無(wú)法同時(shí)接觸到兩區(qū)域，導(dǎo)致打磨后鋅層與未打磨鋅層表面粗糙度存在較大差異，宏觀形貌呈現(xiàn)出明暗相間的現(xiàn)象，可以觀察到打磨后的條紋非連續(xù)，而正常鋅層打磨后條紋是連續(xù)的。

圖3 基板去除鋅層前后表面微觀形貌

圖4所示為能譜分析位置，表2為能譜成分分析結(jié)果。根據(jù)能譜分析結(jié)果可知，深色區(qū)域和明亮區(qū)域鋅層成分未發(fā)現(xiàn)明顯差異，鍍鋅板未發(fā)現(xiàn)漏鍍現(xiàn)象。

表2 能譜分析成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

3.2 缺陷部位基板分析

圖5所示為去除鋅層清洗后的基板形貌，去鋅層后基板存在輕微起伏形態(tài)，可能與零件變形有關(guān)，但取樣位置變形程度很小，懷疑基板本身存在起伏，因此需對(duì)鋅層截面進(jìn)一步分析。分析結(jié)果表明，原材料抑制層均覆蓋良好，無(wú)漏鍍?nèi)毕?，與上述去除鋅層之前明暗區(qū)域能譜分析結(jié)果一致。

圖5 缺陷部位去除鋅層基板形貌

圖6所示為深色區(qū)域和明亮區(qū)域基板金相組織，組織狀態(tài)均勻，均為鐵素體組織，晶粒大小約20μm，無(wú)明顯差異。

圖6 缺陷處金相組織

3.3 缺陷區(qū)域截面分析

對(duì)缺陷區(qū)域進(jìn)行截面分析，結(jié)果表明鋅層存在薄厚不均現(xiàn)象，基板較為平整，如圖7所示。

圖7 缺陷處鋅層截面形貌

4 結(jié)束語(yǔ)

1）通過(guò)掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，該零件表面斑狀缺陷的深色區(qū)域?qū)?yīng)有明顯打磨痕跡，明亮區(qū)域基本無(wú)打磨痕跡，這表明兩個(gè)區(qū)域鋅層表面存在高度差，因此打磨沙盤時(shí)無(wú)法同時(shí)接觸到這兩個(gè)區(qū)域，導(dǎo)致打磨后鋅層與未打磨鋅層表面粗糙度存在較大差異，宏觀表現(xiàn)為明暗相間現(xiàn)象。

2）通過(guò)能譜及截面分析，發(fā)現(xiàn)斑狀缺陷下方基體未發(fā)生漏鍍，抑制層均覆蓋良好，在缺陷截面鋅層發(fā)現(xiàn)存在鋅層薄厚不均現(xiàn)象。熱鍍鋅帶鋼鍍層厚度及其均勻度是鍍鋅板質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，并且是鍍鋅技術(shù)發(fā)展的瓶頸[7]。

3）鋅層薄厚不均現(xiàn)象可能與鍍鋅線鋅鍋氣刀工藝、生產(chǎn)線速度、光整機(jī)軋制力等有關(guān)[8]。