何惠彬,谷 田,王海濤,王 浩,薛力強(qiáng),王凱飛
(河鋼唐鋼高強(qiáng)汽車板有限公司,河北 唐山 063000)
鍍鋅鋼板由于其耐腐蝕性和良好的涂層性能而廣泛用于家用電器、汽車與建筑行業(yè)。但由于涂層的柔軟表面和形狀的高摩擦系數(shù),模塑性能很差。因此,將潤滑油施加到鍍鋅板的表面上以改善沖壓和成形性能。沖壓完成后,使用脫脂劑去除工件,表面覆蓋油漬[1]。但涂料潤滑油導(dǎo)致了許多問題:生產(chǎn)過程不斷增加,用于脫脂的脫脂劑會(huì)污染環(huán)境,當(dāng)進(jìn)行復(fù)雜的沖壓時(shí),即使涂有潤滑劑,工件的表面仍易于壓制,劃痕會(huì)影響表面質(zhì)量和耐腐蝕性。
鍍鋅自潤滑鋼板可直接沖壓成型,表面無潤滑油,且不會(huì)出現(xiàn)沖壓擦傷等問題,后續(xù)可直接進(jìn)行應(yīng)用或噴涂,節(jié)約了制造成本并且降低了環(huán)境污染[2,3]。
唐鋼高強(qiáng)汽車板有限公司鍍鋅線輥涂機(jī)為立式涂機(jī),烘干方式為感應(yīng)加熱烘干,并配有3 臺(tái)變頻冷卻風(fēng)機(jī)和3 臺(tái)定頻冷卻風(fēng)機(jī)。
輥涂機(jī)涂覆方式有順涂和逆涂兩種,逆涂方式的涂層厚度調(diào)節(jié)范圍寬,涂覆后帶鋼表面光滑、質(zhì)量優(yōu)良,因此生產(chǎn)自潤滑產(chǎn)品時(shí)優(yōu)先采用逆涂方式。
輥涂機(jī)涂覆膜厚主要與藥劑粘度、提液輥轉(zhuǎn)速比、涂敷輥轉(zhuǎn)速比、提液輥與涂敷輥間壓力、涂敷輥與帶鋼間壓力等參數(shù)有關(guān)。提液輥轉(zhuǎn)速比一般控制在50%~90%之間,涂敷輥轉(zhuǎn)速比一般控制在80%~130%之間,涂敷輥轉(zhuǎn)速越快,膜厚越厚。涂布輥和液體提升輥之間的壓力與薄膜厚度成反比,壓力越高,膜厚越薄。涂布輥和帶材之間的壓力對(duì)薄膜厚度的影響較小,但是太大的壓力會(huì)縮短涂布輥的壽命[4]。
自潤滑鍍鋅鋼板生產(chǎn)工藝參數(shù)設(shè)定如表1 所示。
表1 工藝參數(shù)設(shè)定表
采用摩擦磨損試驗(yàn)儀對(duì)自潤滑涂層進(jìn)行摩擦系數(shù)測(cè)定,摩擦系數(shù)越小,涂層的潤滑性越好。在樣板上選取2 個(gè)點(diǎn),測(cè)試過程中針頭在樣品表面往復(fù)運(yùn)動(dòng),檢測(cè)結(jié)果如表2 所示,動(dòng)摩擦系數(shù)良好。
表2 動(dòng)摩擦系數(shù)
試驗(yàn)條件參照GB/T10125–1997《鹽霧腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行中性鹽霧(NSS)試驗(yàn),腐蝕介質(zhì)采用為 5%的NaCl 溶液,采用連續(xù)噴霧的方式。以指定的時(shí)間為一個(gè)周期,從鹽霧箱中取出樣品板,立即用去離子水沖洗表面殘留的氯化鈉溶液,并檢查鍍鋅涂層板腐蝕面積占總測(cè)試面積的百分比,估計(jì)涂層對(duì)鹽霧的抵抗力。分為平面部72hrSST 后白銹面積、平面部96hrSST/120hrSST后白銹面積、8mm 杯突部48hSST 后白銹面積三種方法進(jìn)行綜合評(píng)定,評(píng)定結(jié)果合格,試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。
涂層變黃的耐熱性是指在特定溫度環(huán)境中放置涂層時(shí),表面變色、薄膜剝落,所需的機(jī)械性能和其他保護(hù)性能,要有較好耐熱性越好,變化越小。在測(cè)試耐熱性之前,通過使用精密色度計(jì)測(cè)量自潤滑涂層表面的色坐標(biāo)L,A,B 來測(cè)量鍍鋅板上自潤滑涂層的耐熱性。將其放置在200°C 的恒干燥箱中20 分鐘,取出自潤滑涂層的樣品冷卻,根據(jù)測(cè)量自潤滑涂層表面的色度坐標(biāo)L',A',B'。然后可以利用公式計(jì)算出優(yōu)良差△E 的變化。根據(jù)△E 值判斷涂層的耐熱性,△E 越小,涂層的耐熱性越好,檢測(cè)結(jié)果如表4 所示。
表3 耐蝕性試驗(yàn)結(jié)果
表4 耐黃變?cè)囼?yàn)結(jié)果
△E 分別為0.49/0.38、0.52/0.56、0.80/0.81,均小于3,耐黃變合格。
自潤滑液經(jīng)烘烤固化后,在成膜后的鍍鋅板上涂裝聚酯粉末,之后采用百格法進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果合格,如表5 所示。
表5 涂裝后性能測(cè)試結(jié)果
通過試驗(yàn)和機(jī)組試生產(chǎn)及研究,唐鋼高強(qiáng)汽車板成功開發(fā)了自潤滑鍍鋅產(chǎn)品,產(chǎn)品的鈍化膜、鹽霧測(cè)試、耐黃變、涂裝性能等檢測(cè)結(jié)果均合格,拓寬高強(qiáng)汽車板的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),與國內(nèi)外先進(jìn)鋼鐵企業(yè)又縮短了差距。