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摘要：针对热镀锌板表面出现的缺陷，利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪进行了观察分析。结果表明，暗斑缺陷主要是由表层锌液在气刀喷吹气体的紊流作用下产生飞溅，粗大的Fe-Al-Zn锌渣颗粒连同ZnO、AlO，氧化膜刮扫带钢镀层表面，留下摩擦痕迹，同时部分氧化膜粘附在镀层表面而形成的。针对该缺陷的成因提出了具体预防措施，有效地控制了暗斑缺陷的产生，显著改善了产品的表面质量。
关键词：热镀锌;表面缺陷;暗斑;锌渣
1典型点状缺陷分析
1.1镀层黑点
钢板黑点主要遍布在镀锌板的表面，通过激光扫面后可以发现，黑点大多直径在500um，黑点的处的镀层厚度和周围正常镀层的厚度无差别。采用电子显微镜对黑点进一步观察后，用稀盐酸去除表层镀层，观察镀层下方的板材形貌。经过观察，发现黑点位置附近有较为平整的压痕和摩擦痕迹，这就导致了镀层表面黑点下方存在圆形凹洞，基板上的凹洞直径为50um。经过化学分析后可以得知，通常正常板材表面位置为锌和少量的铁铝等成分，这一点在黑点位置也有着相似的含量。但是不同的是黑点处存在较高的氧元素，这就说明了黑点很有可能是因为金属氧化物导致的。经过测试发现氧元素含量高达14%，因此可以总结而言，镀层黑点和基层表面的凹洞有着直接的关联，凹洞导致了接触面积的增加，因此促进了热镀锌过程中的其他反应，导致凹洞位置的镀层速度较快，出现凸点。而这些凸点虽然有着相同的成分，但是因为厚度的问题导致在后续光整操作中摩擦力增大，促进了氧化物的生成。
1.2 小硌坑
小硌坑可以理解为一个没有手感的黑点。通常需要用肉眼仔细观察后可以发现。通过激光扫描的方式可以发现小硌坑的的漏镀点为一个直径小于500μm、深度为15um左右的的凹坑，在凹坑附近的锌化组织和光整痕迹存在不规则破坏的情况。因此可以认为这个现象的出现是在光整工艺之后发生的。对凹坑附的化学成分进行分析后可以发现，同样包含较多的氧化铁颗粒，因此可以判定这些小硌坑是氧化铁颗粒被压到镀层中形成的。
1.3 锌灰颗粒
锌灰颗粒通常表现为一块灰色斑点，通过电镜扫描后，可以发现锌灰表面有着完整的压坑痕迹，但是没有明显的摩擦痕迹。锌灰的直径在1.5mm左右，内部有大量圆形小颗粒存在，颗粒直径在5um。通过对于锌灰位置的截面进行扫描分析，可以发现这些颗粒在截面中均匀分布。对其化学分析可以发现，颗粒物的主要位置为氧元素和锌元素，其中氧元素的含量大于20%。
铁元素在溶解的而过程中，铁的溶解度随着铁元素的添加导致铁元素的溶解达到饱和状态。当过度饱和时，锌液中的铁元素和锌元素会生成金属化合物，化合物会导致锌铁残渣的含量增加，导致锌元素的损失大大增加。因此当铁元素过多时，此时锌液的粘稠程度也会大大增加，导致融化锌液体的流动性变低。上述情况会导致锌镀层过后，同时导致钢材表面的镀锌涂层易脆，同时表面颜色变灰，从而失去美观性。
2热镀锌板镀层的表面缺陷
2.1锌锅引发的划伤
锌锅银导致表面的划痕是镀锌钢板出现划伤的主要因素，因此划伤的大多是因为上述原因造成的。通常而言，锌锅棍的构成由沉没银稳定银共同组成。由于其位置特殊原因，对于电机的转动有着一定的阻碍，因此很多都为被动运行。被动运行主要是借助钢表面和锌锅银的棍面之间产生摩擦导致锅银和带钢共同运行。但是锌液的成分变动等其他因素，导致摩擦力产生不足，从而无法良好带动锌锅的良好转动，从而导致钢板的划伤。
2.2 气刀条痕问题
当气刀出现问题，例如喷嘴位置被堵塞，则会导致相应的锌镀层出现条状痕迹。因此条痕通常是由于气压刀的压力出现突然的变动，从而引发锌液溅射，导致气刀出现堵塞的情况。另外一种情况就是气刀和带钢之间的距离过近，另外，来料瓢曲和带钢受热不匀，以及张力过小都会导致气刀的闭塞，最终导致条痕出现。
通过上述分析，在生产过程中需要对于镀锌生产线的幅度进行良好的升降把控，另外需要注意钢板的形状，根据不同的形状调整气刀的高度和距离。以此来实现对于张力的准确把控。通过上述措施保证带钢和气刀之间的力学关系，同时降低了气刀堵塞的概率。另外当条痕出现时，则需要及时对于气刀进行清洁。
3 处理热镀锌板层面缺陷的措施
3.1 处理划伤措施
对于锌锅棍对钢材的磨损问题，笔者认为应当增加锌锅的张力，从而提升生产过程中的摩擦力。另外还需要提升锌液的质量，例如增加铝等金属的含量，降低铁元素的使用，减少铁渣生成，提高锌液的流动程度。而锌液流动性的增加可以有力的帶动锌锅银的转动效果。另外对于反应过程中产生的残渣，要进行良好的后期处理才能流入市场。
3.2选取润滑性较好的轧制油
选取性能相对较好的轧制油配置乳化液。而乳化液通常要具备较强的“离水展示性”，也就是在一定条件基础上，具有排水析油等作用。在进行冷轧时，乳化液会遭受高压和剪切力及温度升高等多种要素的影响，从而出现相转变，导致油从乳化液里析出，同时在缝位置产生一层润滑油膜，发挥润滑的作用。另外，因为水分气化带走大部分热量，还发挥着冷却作用。
3.3 避免锌花产生的对策
镉元素天然生存在锌元素中，镉元素会和锌液中的铅锡元素发生反应，导致镀层表面的锌花效果。当锌液中的镉元素低于1.0%时，其影响效果较低。当高于此数值时，则会导致镀层变脆，锌铁化合物涂层不均匀。因此对于镉元素的包含量需要有良好的把控。日本的某企业连续热镀锌线，是把Zn液里的Pb含量降低至最小程度，同时严格控制与管理锌锅上方冷却速度，可以生产处拥有细微锌花的钢板。除此之外，在大型的带钢连续热镀锌的工艺生产线中，应用向液态锌层方面喷吹水和水蒸气或是水与空气混合物的手段，也能够获取细微的锌花。
3.4锌液成分的控制优化
锌液中铝含量对锌灰的形成有很大关系，如果控制不当会对镀锌板的表面质量造成不利影响。严格控制锌液中的铝含量。铝含量过低，会导致带钢表面溶入锌液中的铁增多，也会使底渣产生。铝含量过高，会降低铁在锌液中的溶解度，促进锌液析出。同时铝本身也容易氧化，形成浮渣。所以，要严格控制锌液中的铝含量，普通镀锌板（G1）w（Al）控制范围为0.19 %～0.22 %，合金化镀锌板（GA）w（Al）控制范围为0.10%～0.15 %。
由于锌液面下降后，会造成炉鼻子内部的浮渣黏附在炉鼻子内墙上，因此要根据锌液消耗速度合理制定加锌频率，防止锌液面上下波动过大而使浮渣在炉鼻子内壁越聚越多。如果控制不好带钢入锌锅温度和锌锅温度，就会在锌锅部位形成大量锌渣，这些锌渣会上浮到炉鼻子处，形成锌灰。为了防止锌液蒸气在炉鼻子内大量蒸发后形成锌粉末，机组在炉鼻子处安装有一套氮气加湿系统，以提高炉鼻子处局部气氛的含水量，升高露点温度，使锌蒸气在锌液面发生氧化反应，在液面形成一层薄薄的氧化膜，抑制锌蒸气的继续蒸发，可有效防止炉鼻子内产生凝固态锌。
结束语
对基板引起的表面缺陷应给予足够的重视，很多最初认为是镀锌引起的缺陷最终确定是由基板引起的。在高强度钢板的热镀锌中，基板引起的缺陷将更多。加强对镀层表面质量与漆膜质量之间关系的研究。对于汽车用热镀锌钢板，平坦的镀层对得到光亮的漆膜外观是必要的。为建立镀层表面质量与漆膜质量之间的关系，要进行3个层次的研究：1首先了解描述镀层表面质量和漆膜鲜映性的方法;2镀层表面质量和漆膜鲜映性的关系;3镀层表面质量和镀层钢板生产工艺之间的关系。
参考文献
[1]刘文栋，欧阳承祝，许强，邯钢冷轧镀锌板生产中缺陷产生及解决方法[J].上海金属，2007（5）：118-120.
关键词：热镀锌;表面缺陷;暗斑;锌渣
1典型点状缺陷分析
1.1镀层黑点
钢板黑点主要遍布在镀锌板的表面，通过激光扫面后可以发现，黑点大多直径在500um，黑点的处的镀层厚度和周围正常镀层的厚度无差别。采用电子显微镜对黑点进一步观察后，用稀盐酸去除表层镀层，观察镀层下方的板材形貌。经过观察，发现黑点位置附近有较为平整的压痕和摩擦痕迹，这就导致了镀层表面黑点下方存在圆形凹洞，基板上的凹洞直径为50um。经过化学分析后可以得知，通常正常板材表面位置为锌和少量的铁铝等成分，这一点在黑点位置也有着相似的含量。但是不同的是黑点处存在较高的氧元素，这就说明了黑点很有可能是因为金属氧化物导致的。经过测试发现氧元素含量高达14%，因此可以总结而言，镀层黑点和基层表面的凹洞有着直接的关联，凹洞导致了接触面积的增加，因此促进了热镀锌过程中的其他反应，导致凹洞位置的镀层速度较快，出现凸点。而这些凸点虽然有着相同的成分，但是因为厚度的问题导致在后续光整操作中摩擦力增大，促进了氧化物的生成。
1.2 小硌坑
小硌坑可以理解为一个没有手感的黑点。通常需要用肉眼仔细观察后可以发现。通过激光扫描的方式可以发现小硌坑的的漏镀点为一个直径小于500μm、深度为15um左右的的凹坑，在凹坑附近的锌化组织和光整痕迹存在不规则破坏的情况。因此可以认为这个现象的出现是在光整工艺之后发生的。对凹坑附的化学成分进行分析后可以发现，同样包含较多的氧化铁颗粒，因此可以判定这些小硌坑是氧化铁颗粒被压到镀层中形成的。
1.3 锌灰颗粒
锌灰颗粒通常表现为一块灰色斑点，通过电镜扫描后，可以发现锌灰表面有着完整的压坑痕迹，但是没有明显的摩擦痕迹。锌灰的直径在1.5mm左右，内部有大量圆形小颗粒存在，颗粒直径在5um。通过对于锌灰位置的截面进行扫描分析，可以发现这些颗粒在截面中均匀分布。对其化学分析可以发现，颗粒物的主要位置为氧元素和锌元素，其中氧元素的含量大于20%。
铁元素在溶解的而过程中，铁的溶解度随着铁元素的添加导致铁元素的溶解达到饱和状态。当过度饱和时，锌液中的铁元素和锌元素会生成金属化合物，化合物会导致锌铁残渣的含量增加，导致锌元素的损失大大增加。因此当铁元素过多时，此时锌液的粘稠程度也会大大增加，导致融化锌液体的流动性变低。上述情况会导致锌镀层过后，同时导致钢材表面的镀锌涂层易脆，同时表面颜色变灰，从而失去美观性。
2热镀锌板镀层的表面缺陷
2.1锌锅引发的划伤
锌锅银导致表面的划痕是镀锌钢板出现划伤的主要因素，因此划伤的大多是因为上述原因造成的。通常而言，锌锅棍的构成由沉没银稳定银共同组成。由于其位置特殊原因，对于电机的转动有着一定的阻碍，因此很多都为被动运行。被动运行主要是借助钢表面和锌锅银的棍面之间产生摩擦导致锅银和带钢共同运行。但是锌液的成分变动等其他因素，导致摩擦力产生不足，从而无法良好带动锌锅的良好转动，从而导致钢板的划伤。
2.2 气刀条痕问题
当气刀出现问题，例如喷嘴位置被堵塞，则会导致相应的锌镀层出现条状痕迹。因此条痕通常是由于气压刀的压力出现突然的变动，从而引发锌液溅射，导致气刀出现堵塞的情况。另外一种情况就是气刀和带钢之间的距离过近，另外，来料瓢曲和带钢受热不匀，以及张力过小都会导致气刀的闭塞，最终导致条痕出现。
通过上述分析，在生产过程中需要对于镀锌生产线的幅度进行良好的升降把控，另外需要注意钢板的形状，根据不同的形状调整气刀的高度和距离。以此来实现对于张力的准确把控。通过上述措施保证带钢和气刀之间的力学关系，同时降低了气刀堵塞的概率。另外当条痕出现时，则需要及时对于气刀进行清洁。
3 处理热镀锌板层面缺陷的措施
3.1 处理划伤措施
对于锌锅棍对钢材的磨损问题，笔者认为应当增加锌锅的张力，从而提升生产过程中的摩擦力。另外还需要提升锌液的质量，例如增加铝等金属的含量，降低铁元素的使用，减少铁渣生成，提高锌液的流动程度。而锌液流动性的增加可以有力的帶动锌锅银的转动效果。另外对于反应过程中产生的残渣，要进行良好的后期处理才能流入市场。
3.2选取润滑性较好的轧制油
选取性能相对较好的轧制油配置乳化液。而乳化液通常要具备较强的“离水展示性”，也就是在一定条件基础上，具有排水析油等作用。在进行冷轧时，乳化液会遭受高压和剪切力及温度升高等多种要素的影响，从而出现相转变，导致油从乳化液里析出，同时在缝位置产生一层润滑油膜，发挥润滑的作用。另外，因为水分气化带走大部分热量，还发挥着冷却作用。
3.3 避免锌花产生的对策
镉元素天然生存在锌元素中，镉元素会和锌液中的铅锡元素发生反应，导致镀层表面的锌花效果。当锌液中的镉元素低于1.0%时，其影响效果较低。当高于此数值时，则会导致镀层变脆，锌铁化合物涂层不均匀。因此对于镉元素的包含量需要有良好的把控。日本的某企业连续热镀锌线，是把Zn液里的Pb含量降低至最小程度，同时严格控制与管理锌锅上方冷却速度，可以生产处拥有细微锌花的钢板。除此之外，在大型的带钢连续热镀锌的工艺生产线中，应用向液态锌层方面喷吹水和水蒸气或是水与空气混合物的手段，也能够获取细微的锌花。
3.4锌液成分的控制优化
锌液中铝含量对锌灰的形成有很大关系，如果控制不当会对镀锌板的表面质量造成不利影响。严格控制锌液中的铝含量。铝含量过低，会导致带钢表面溶入锌液中的铁增多，也会使底渣产生。铝含量过高，会降低铁在锌液中的溶解度，促进锌液析出。同时铝本身也容易氧化，形成浮渣。所以，要严格控制锌液中的铝含量，普通镀锌板（G1）w（Al）控制范围为0.19 %～0.22 %，合金化镀锌板（GA）w（Al）控制范围为0.10%～0.15 %。
由于锌液面下降后，会造成炉鼻子内部的浮渣黏附在炉鼻子内墙上，因此要根据锌液消耗速度合理制定加锌频率，防止锌液面上下波动过大而使浮渣在炉鼻子内壁越聚越多。如果控制不好带钢入锌锅温度和锌锅温度，就会在锌锅部位形成大量锌渣，这些锌渣会上浮到炉鼻子处，形成锌灰。为了防止锌液蒸气在炉鼻子内大量蒸发后形成锌粉末，机组在炉鼻子处安装有一套氮气加湿系统，以提高炉鼻子处局部气氛的含水量，升高露点温度，使锌蒸气在锌液面发生氧化反应，在液面形成一层薄薄的氧化膜，抑制锌蒸气的继续蒸发，可有效防止炉鼻子内产生凝固态锌。
结束语
对基板引起的表面缺陷应给予足够的重视，很多最初认为是镀锌引起的缺陷最终确定是由基板引起的。在高强度钢板的热镀锌中，基板引起的缺陷将更多。加强对镀层表面质量与漆膜质量之间关系的研究。对于汽车用热镀锌钢板，平坦的镀层对得到光亮的漆膜外观是必要的。为建立镀层表面质量与漆膜质量之间的关系，要进行3个层次的研究：1首先了解描述镀层表面质量和漆膜鲜映性的方法;2镀层表面质量和漆膜鲜映性的关系;3镀层表面质量和镀层钢板生产工艺之间的关系。
参考文献
[1]刘文栋，欧阳承祝，许强，邯钢冷轧镀锌板生产中缺陷产生及解决方法[J].上海金属，2007（5）：118-120.