董標(biāo)

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司冷軋總廠，安徽馬鞍山 243000）

前言

熱浸鍍鋅是提高鋼鐵抗大氣腐蝕性能的有效方法之一，鍍鋅板因其鍍層性能優(yōu)良，出色的可加工性以及較低的生產(chǎn)成本且使用壽命長，而被廣泛應(yīng)用于汽車的外觀件，已經(jīng)成為高中低檔家用汽車外板的主要用材[1]。但隨著市場競爭的日益激烈及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車工業(yè)對高品質(zhì)鍍鋅鋼板基材的需求愈來愈旺盛，對熱鍍鋅鋼帶的要求也不斷提高，提升熱鍍鋅板的表面質(zhì)量成為各生產(chǎn)廠商競爭的關(guān)鍵[2]。現(xiàn)如今鍍鋅板表面光亮、美觀，并具有良好的涂漆性能是非常重要的，尤其是中高檔轎車要求外板材料全部達(dá)到05級表面水平，要求鋼板表面不能存在任何影響涂漆、電鍍的缺陷。其中斑塊狀缺陷是熱鍍鋅外板沖壓后比較常見的缺陷，通常成片出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)影響涂裝、電泳等性能，基于此研究國內(nèi)某車型側(cè)圍熱鍍鋅外板沖壓后斑塊缺陷的形成原因并提出解決對策，為鍍鋅外板在汽車行業(yè)的推廣應(yīng)用提供支撐。

1 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)用國內(nèi)某車型熱鍍鋅外板沖壓后的側(cè)圍零件，其原板化學(xué)成分如表1所列。

表1 鋼板基體化學(xué)成分 Wt.%

取缺陷側(cè)圍后部樣板進(jìn)行檢測，宏觀觀察缺陷呈現(xiàn)明暗相間的斑塊狀，缺陷無手感。通過線切割方法將零件制成10×10 mm 的缺陷試樣如圖1所示。用酒精超聲波清洗及帶有緩蝕劑的HCl清洗缺陷試樣，利用掃描電鏡(SEM)及能譜儀對缺陷樣表面斑塊明暗區(qū)域進(jìn)行觀察、分析，同時(shí)分析截面鋅層及去鋅后抑制層形貌，并利用金相顯微鏡對基板金相組織進(jìn)行分析，測量晶粒大小。

圖1 缺陷表觀形貌

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

試樣表面明暗斑塊區(qū)域的電子掃描照片如圖2(a,b)所示。在掃描電鏡下觀察試樣暗部區(qū)域有明顯打磨痕跡，亮部區(qū)域基本無打磨痕跡，這表明試樣表面暗部和亮部區(qū)域存在高度差，沙盤打磨無法同時(shí)接觸到兩區(qū)域，導(dǎo)致打磨后鋅層與未打磨鋅層粗糙度存在較大差異表現(xiàn)為明暗斑塊狀形貌。能譜進(jìn)一步分析亮部和暗部區(qū)域鋅層成分Fe、Zn、Al 元素含量無明顯差異，其中Zn 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%，F(xiàn)e 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%（如表2 所示），說明無漏鍍現(xiàn)象如圖2(c,d)所示。

圖2 試樣表面明暗斑塊區(qū)域的電子掃描照片

表2 暗部和亮部區(qū)域能譜分析 Wt.%

對試樣去除鋅層觀察抑制層形貌掃描電子照片如圖3所示，從圖中看出基板抑制層致密，大小尺寸一致，且均勻覆蓋。

圖3 去除鋅層基板

明暗斑塊區(qū)域基板金相組織照片如圖4 所示，組織狀態(tài)均勻，均為鐵素體組織，晶粒大小約20 μm。

圖4 明暗斑塊區(qū)域基板金相組織

對斑塊狀明暗區(qū)域進(jìn)行截面分析看到鋅層厚度存在輕微不均勻現(xiàn)象如圖5 所示，因鋅層存在高度差，沖壓后打磨沙盤無法同時(shí)接觸到兩區(qū)域，導(dǎo)致打磨區(qū)域鋅層與未打磨到區(qū)域的鋅層粗糙度存在較大差異表現(xiàn)為明暗相間的斑塊缺陷。生產(chǎn)時(shí)可通過采用光整機(jī)增加軋制力或采用低粗糙度輥來減輕。

圖5 鋅層截面形貌

3 結(jié)論

斑塊區(qū)域與正常區(qū)域金相組織狀態(tài)均勻，均為鐵素體組織，晶粒大小約20 μm。去鋅層分析抑制層均覆蓋良好，無漏鍍?nèi)毕荨０邏K狀明暗區(qū)域鋅層厚度存在輕微不均勻現(xiàn)象，沖壓打磨后鋅層表面粗糙度存在較大差異表現(xiàn)為明暗相間的斑塊缺陷，生產(chǎn)時(shí)可通過采用光整機(jī)增加軋制力或采用低粗糙度輥來減輕。