劉俊麗

摘 要 自20世紀(jì)90年代鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品在日本研發(fā)成功并投入批量制造，其優(yōu)勢(shì)逐漸在工業(yè)化生產(chǎn)中發(fā)揮出來(lái)。近10年來(lái)，中國(guó)各大鋼鐵企業(yè)也逐漸開始投入對(duì)此新材料的研究和應(yīng)用。本文介紹鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品這一新型環(huán)保合金鍍層材料的特性、發(fā)展歷史、制造企業(yè)、行業(yè)用途，進(jìn)一步分析國(guó)內(nèi)鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品制造行業(yè)的宏觀、微觀以及行業(yè)和競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，使讀者更加清晰地了解這一產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞 鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品 強(qiáng)耐蝕 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)

一、引言

鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品是一種新型環(huán)保的合金鍍層產(chǎn)品。隨著20世紀(jì)90年代日本日新公司和新日鐵研發(fā)成功并投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，近年來(lái)這一新材料逐步展現(xiàn)其各種優(yōu)勢(shì)特質(zhì)，越來(lái)越多地為國(guó)內(nèi)汽車、家電、建筑、光伏發(fā)電、5G基建、公路、鐵路、鋼材制造等行業(yè)接受并迅速推廣，成為一種熱門的新型鋼鐵材料。

二、鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品介紹

（一）鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品定義

鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品，就是在鍍層中添加適當(dāng)比例的鋅、鋁、鎂，通過(guò)熱浸的形式使鍍層產(chǎn)生復(fù)合效果，具有高強(qiáng)度的抗腐蝕性，是一種強(qiáng)耐蝕新型環(huán)保型合金鍍層鋼板。

（二）鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品發(fā)展歷史

20世紀(jì)90年代以來(lái)，為了取代不銹鋼產(chǎn)品和進(jìn)一步提高鍍鋅板的性能，日本的日新公司和新日鐵研發(fā)成功，并開始商業(yè)化生產(chǎn)ZAM鍍層產(chǎn)品。2000年以后，歐洲的鋼鐵公司如阿賽洛米塔爾、蒂森克虜伯、奧鋼聯(lián)以及澳大利亞的博思格等都陸續(xù)宣稱成功開發(fā)出ZAM產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)，2016年底酒鋼宣稱成功開發(fā)出ZAM產(chǎn)品，用于農(nóng)業(yè)畜牧、光伏、光熱等領(lǐng)域，而用于汽車行業(yè)的ZAM產(chǎn)品仍只有日本及歐洲的部分鋼廠以及韓國(guó)浦項(xiàng)能夠生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)寶武、首鋼、鞍鋼、唐鋼等目前仍在開發(fā)和工業(yè)化的過(guò)程中。

（三）鋅鋁鎂鍍層成分體系及標(biāo)準(zhǔn)

鋅鋁鎂鍍層成分是以Zn為主，加上不同比例的Al和Mg。根據(jù)添加Al、Mg合金元素的比例，將鋅鋁鎂鍍層分為中鋁、高鋁和低鋁3個(gè)體系。鋅鋁鎂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中，歐洲EN 10346-2015、VDA 239-100-2011、韓國(guó)KS D 3030-2013為低鋁成分體系，而日本JIS G3323-2012、美國(guó)ASTM A1046-2010a和澳大利亞AS 1397-2011為中高鋁成分體系。德國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的VDA 239最新修訂稿中，已經(jīng)將用于汽車的鋅鋁鎂鍍層鋼板的合金成分規(guī)定為“Al含量1-3%，Mg含量1-2%”。

三、鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)

鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品在最早研發(fā)時(shí)，主要目的是為替代不銹鋼產(chǎn)品，其優(yōu)異的耐蝕性能是同鍍層級(jí)別鍍鋅板的10～20倍，基本達(dá)到不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)。由于加工性能良好，可以減少模具的損耗以及在生產(chǎn)過(guò)程中的修模人工成本，加之鍍層的合金成分價(jià)格并不高于其他鍍層，可以大大降低材料成本。與其他鍍層產(chǎn)品相比較，其優(yōu)越性能突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，強(qiáng)耐蝕性。鍍層中的鎂（Mg）成分的流動(dòng)性有利于促使生成狀態(tài)非常穩(wěn)定且組織縝密的膜狀的覆蓋層，將基板表面和切口保護(hù)起來(lái)，從而發(fā)揮優(yōu)異的耐蝕性。

第二，斷面自動(dòng)愈合。鋼板經(jīng)過(guò)加工后形成斷面，隨著時(shí)間的推移，很容易生銹，而鋅鋁鎂產(chǎn)品斷面部位鍍層中鎂元素的流動(dòng)，在切口部位形成致密的保護(hù)膜，將鋼板斷面保護(hù)起來(lái)。

第三，優(yōu)異的耐磨損特性。由于鋅鋁鎂鍍層表面硬度高，經(jīng)過(guò)多次摩擦，鍍層不容易剝落。在工業(yè)化生產(chǎn)中可以有效保護(hù)模具，減少模具清理次數(shù)，從而節(jié)約維護(hù)成本。

第四，良好的成型性能。鍍層接觸摩擦系數(shù)低，可以增加沖壓成型過(guò)程中的表面潤(rùn)滑度，使零件成型更容易，降低開裂和起皺的概率。

第五，耐高溫性。針對(duì)部分零件要求高溫裝配（350℃）進(jìn)行了耐高溫試驗(yàn)，鍍鋅鋁鎂在加熱到380℃的情況下，表面仍無(wú)融化現(xiàn)象。

四、鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品使用行業(yè)

（一）畜牧業(yè)和水產(chǎn)業(yè)

由于畜牧業(yè)和水產(chǎn)業(yè)高溫環(huán)境及強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)，其建筑物很容易發(fā)生銹蝕，鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品的強(qiáng)耐蝕性可以推遲鍍層鋼板出現(xiàn)紅銹的時(shí)間，延長(zhǎng)使用壽命。一般采用Zn-47～57%Al-1～3%Mg-1.6%Si的高鋁成分體系或者中鋁成分體系。

（二）建筑行業(yè)

包括公路、鐵路、5G基建、光伏發(fā)電、幕墻、廠房和住宅等建筑領(lǐng)域，由于更多地接受陽(yáng)光照射和雨水沖刷，建筑材料尤其是不再進(jìn)行涂裝工藝的裸板，對(duì)鋼板切口保護(hù)的要求較高。一般采用Zn-5～13%Al-2～4%Mg的中鋁成分體系，對(duì)于極寒極熱以及沿海等極端氣候區(qū)域，也會(huì)采用高鋁鍍層產(chǎn)品。

（三）汽車行業(yè)

汽車本身由眾多復(fù)雜的零部件構(gòu)成，某些部位如車身覆蓋件等零部件長(zhǎng)期接觸外界未知環(huán)境，對(duì)耐腐蝕的要求較高，其他如雨刮器、門檻等零部件極易生銹。因此近年來(lái)，汽車行業(yè)如寶馬、沃爾沃等汽車公司在21世紀(jì)早期即開始對(duì)鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品在汽車上的應(yīng)用展開了探索，并已逐步開始工業(yè)推廣和應(yīng)用。一般采用Zn-1～3%Al-1～3%Mg的低鋁成分體系。

（四）家電行業(yè)

家電行業(yè)包括太陽(yáng)能熱水器、空調(diào)室外機(jī)殼、冰箱和洗衣機(jī)外板、導(dǎo)軌等用途。家電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，降本增效、產(chǎn)品個(gè)性化及優(yōu)異化逐漸成為家電行業(yè)追求的目標(biāo)，而鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品良好的耐腐蝕性和成型性恰好為其提供了良好的契機(jī)。家電行業(yè)一般采用中鋁或者低鋁成分體系。

五、鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外主要制造商

根據(jù)鍍層配方中鋁和鎂的不同比例，目前國(guó)內(nèi)外商業(yè)化的鋅鋁鎂合金鍍層配方主要有18種，全流程成熟制造企業(yè)主要有23家。其中，高鋁體系鋼鐵制造商包括澳大利亞博思格、韓國(guó)東國(guó)制鋼、中國(guó)酒鋼等;中鋁體系鋼鐵制造商包括日本新日鐵、日新制鐵、JFE、首鋼、寶鋼梅山、唐鋼等;低鋁體系除國(guó)外的新日鐵住金、蒂森克虜伯、奧鋼聯(lián)、塔塔、安賽樂(lè)米塔爾、浦項(xiàng)等鋼鐵制造商之外，國(guó)內(nèi)主要有首鋼、大連蒂森、寶鋼湛江、唐鋼、攀鋼等大型鋼鐵企業(yè)。其他非全流程鋼鐵企業(yè)如大連美投、山東科瑞等，多致力于中高鋁鍍層的開發(fā)和制造。

六、鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析

（一）宏觀環(huán)境分析

隨著國(guó)內(nèi)鋼鐵業(yè)設(shè)備工藝和生產(chǎn)技術(shù)的飛速提升，關(guān)鍵基礎(chǔ)鋼鐵新材料的質(zhì)量、性能、綠色化水平與國(guó)外高端裝備材料相比正在逐步縮小，鋼鐵新材料的發(fā)展方向和趨勢(shì)正在向高潔凈度、高均勻性、超細(xì)組織、高精度和高附加值的方向努力，更多地將體現(xiàn)在鋼鐵新材料先進(jìn)制造工藝和用戶應(yīng)用技術(shù)的提升上。鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品便是其中之一的鋼鐵新材料。

（二）行業(yè)環(huán)境分析

基于鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品與其他鍍層產(chǎn)品相比的諸多優(yōu)點(diǎn)，這一新材料自問(wèn)世以來(lái)就引起全球眾多鋼鐵知名企業(yè)投入研發(fā)和制造。國(guó)內(nèi)鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品的研發(fā)始于2016年酒鋼的中高鋁配方成功以及商業(yè)投放，但僅僅在最近的3年內(nèi)，首鋼、大連蒂森、寶武、唐鋼、攀鋼等國(guó)內(nèi)全流程大型鋼廠便紛紛將目光投放于此。

（三）競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境分析

由于鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品針對(duì)其他鍍層產(chǎn)品并無(wú)明顯劣勢(shì)，基本上可以替代所有鍍層產(chǎn)品，因此市場(chǎng)潛力巨大。主要分析幾個(gè)因素：

1.行業(yè)總需求量和市場(chǎng)成長(zhǎng)率。初步考慮，行業(yè)總需求量將達(dá)到每年上千萬(wàn)噸，并且由于鋅鋁鎂鍍層材料屬于新型環(huán)保合金鍍層產(chǎn)品，工業(yè)化生產(chǎn)處于起步階段。該產(chǎn)品快速普及到板材、型材、管材等鋼材領(lǐng)域，正處于快速成長(zhǎng)期，其產(chǎn)量每年正在以超過(guò)15%的速度遞增。

2.技術(shù)變革速度。對(duì)于鍍層合金的熱熔技術(shù)，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)雖然還未能夠完全掌握，但近年來(lái)各大鋼企在這一新材料投入的研發(fā)力量和市場(chǎng)推廣卻逐年增加，關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量也在迅速提升。

3.未來(lái)利潤(rùn)前景。鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品所涉及的行業(yè)越來(lái)越多，除傳統(tǒng)的建筑用材、公路、鐵路、汽車、家電、光伏發(fā)電等行業(yè)外，還逐漸擴(kuò)展到幕墻、涂鍍產(chǎn)品基板、5G新基建信號(hào)站等用途。未來(lái)批量應(yīng)用后，其制造成本并不比純鋅鍍層產(chǎn)品高，但僅國(guó)產(chǎn)材料的市場(chǎng)售價(jià)即能夠比純鋅產(chǎn)品高出5%～20%，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)非常可觀的效益和利潤(rùn)。

4.競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)量和實(shí)力。涉及技術(shù)研發(fā)實(shí)力和技術(shù)壁壘因素，國(guó)內(nèi)目前能夠穩(wěn)定生產(chǎn)和制造鋅鋁鎂鍍層產(chǎn)品的鋼鐵企業(yè)僅有9家，合計(jì)產(chǎn)能約100萬(wàn)噸/年，對(duì)于每年上千萬(wàn)噸的需求潛力來(lái)說(shuō)，目前這一產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度并不大。

（作者單位為首鋼集團(tuán)股份有限公司）

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