曹光明

（山東鋼鐵集團日照有限公司，山東 日照 276826）

1 前言

為保障優(yōu)良的表面狀態(tài)及耐腐蝕性能，鍍鋅產(chǎn)品對于質(zhì)量管控具有較高的要求。一般產(chǎn)線會通過人工質(zhì)檢、表面檢測儀實時檢測以及重卷線開卷抽查等多重方式進行質(zhì)量檢查，以確保發(fā)貨的鍍鋅卷表面質(zhì)量滿足客戶要求。但在客戶實際使用過程中，仍會出現(xiàn)各種缺陷，其中很多是在產(chǎn)品下線以后，在吊運、包裝、運輸或開平加工等過程中產(chǎn)生的。本文以摩擦黑斑、白銹及涂油缺失導致的開裂為例，進行缺陷分析并提出相應的預防措施。

2 生產(chǎn)后產(chǎn)生的缺陷

2.1 摩擦黑斑

摩擦黑斑是鍍鋅鋼卷或板料在運輸過程中，帶鋼層與層之間發(fā)生擠壓和相對摩擦，導致鈍化膜和鋅層被破壞［1］。鋅層在密封缺氧的環(huán)境下發(fā)生氧化形成黑色的次氧化鋅，從而使缺陷處呈現(xiàn)黑斑形貌。當摩擦輕微時，鋼板表面鋅層未受到嚴重破壞，只是粗糙度發(fā)生變化，嚴重時鋅層上會形成劃痕或淺凹坑。圖1是DX51D+Z鋼種無鉻鈍化鋼板在運輸過程中產(chǎn)生的摩擦黑斑，缺陷為大小不一的長橢圓狀斑點，程度輕微的呈淺灰色，程度嚴重的呈現(xiàn)凹坑狀挫傷或黑色異物碾入形貌，觸摸有輕微凹坑手感。單張形貌表現(xiàn)為上下表面對應分布。

圖1 缺陷分布及形貌

通過電鏡掃描觀察可以看到摩擦劃痕，對缺陷部位進行能譜分析：黑斑缺陷處相較周圍，硅含量占比顯著降低甚至為0%，說明鈍化層遭到嚴重破壞；鋅含量占比降低、鐵含量占比增高，說明鋅層遭到一定的破壞后變薄；氧含量占比明顯增多，說明黑斑處為鋅層發(fā)生氧化，生成了黑色的次氧化鋅，見圖2、表1。

圖2 黑斑缺陷掃描圖像100×

表1 能譜成分對比%

針對摩擦黑斑，有效的預防措施：（1）卷取包裝時優(yōu)化卷取張力，確保卷取緊實；鋼卷或板料包裝捆扎牢固，防止松動；用塑料材質(zhì)捆扎帶接口替代鐵質(zhì)接口。（2）裝車固定牢固，鋼卷多道固定，防止?jié)L動；用貼合鋼卷的弧形三角形鞍座而不是半圓形鞍座，與鋼卷間放置草墊進行緩沖；鋼卷與鋼卷之間禁止接觸、碰撞。（3）火車及船運運輸優(yōu)于汽車運輸；汽車運輸時選擇平緩路段并嚴格控制車速。

2.2 白銹

鍍鋅鋼板處于潮濕的環(huán)境中時，鋅層表面與水汽反應生成Zn（OH）2?？諝饬魍ㄝ^好時，Zn（OH）2進一步與空氣中二氧化碳反應生成一層薄而致密的堿式碳酸鋅，這層薄膜粘附在表面可以阻止鍍層進一步腐蝕。但是在空氣流通較差時，不會生成防腐蝕的薄膜，反而發(fā)生電化學腐蝕，從而產(chǎn)生白銹缺陷［2］。

白銹形成速度較快，形貌呈白色松散狀，不具有防腐蝕功能。表面產(chǎn)生輕微的白銹時，可以通過擦拭除掉銹跡，并進行干燥；白銹較嚴重時，鋅層已遭到破壞，防腐蝕性能降低；當白銹進一步銹蝕，顏色變黑甚至產(chǎn)生紅銹時，會嚴重影響鍍鋅板的使用。圖3是DX51D+Z鋼種無鉻鈍化鍍鋅卷在開包后，外圈邊部出現(xiàn)的白銹缺陷樣板。

圖3 白銹缺陷

該鋼卷的生產(chǎn)工藝均按標準范圍控制（見表2），切除白銹外圈后，取6塊50 mm×150 mm的中性鹽霧試樣，測量鈍化膜重量并按照GB/T 10125—2012《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》中“中性鹽霧試驗（NSS）”方法，進行72 h中性鹽霧試驗，試驗結(jié)果見表3。結(jié)果表明試樣耐中性鹽霧性能優(yōu)良，排除鋼卷本身材質(zhì)不良導致產(chǎn)生白銹的可能。

表2 參數(shù)控制

表3 鈍化膜重量及中性鹽霧試驗結(jié)果

通過進一步排查并對其他庫存鋼卷進行拆包檢查，確認該鋼卷外圈邊部產(chǎn)生白銹缺陷的原因為天車吊運過程中，鋼卷外包裝產(chǎn)生損傷，并在陰雨天氣運輸導致水滲入包裝內(nèi)，從而造成鋅層腐蝕產(chǎn)生白銹。針對異常導致的白銹缺陷，有效的預防措施為：天車作業(yè)時天車臂側(cè)邊安裝防撞橡膠等材質(zhì)的防撞塊，防止吊運損傷；減少鋼卷在陰雨不良天氣的運輸；鋼卷應在要求的時間內(nèi)盡快使用，避免長時間存放；存儲倉庫應保持干燥。

2.3 其他缺陷

塌卷。運輸或者庫存時對鋼卷進行疊放，可能會導致鋼卷塌卷。尤其是超薄規(guī)格鋼卷，需要禁止鋼卷疊放，或者鋼卷內(nèi)圈放置紙?zhí)淄苍黾又巍?/p>

硌印、劃傷等。在運輸過程中，鋼卷與鋼卷或者與硬物接觸可能會導致硌印缺陷，需要保持良好的運輸條件；在開平等加工時，灰塵、油污和鐵屑等異物會污染設備，造成輥印、壓痕、短劃傷、異物壓入等缺陷，需要保持產(chǎn)線的清潔。

3 導致的使用問題

3.1 涂油缺失導致的沖壓開裂

零件沖壓成形，不僅和材料本身的材質(zhì)、性能、表面的粗糙度，還與模具本身的狀態(tài)及沖壓的間隙有關(guān)，良好的潤滑也是重要的影響因素［3］。

鍍鋅鋼卷除鈍化處理的以外，基本在生產(chǎn)時都會進行涂油處理，除了進一步增強防銹性能，使鋅層保持良好的外觀外，還可以在零件沖壓過程中保持良好的潤滑作用，有利于成形加工。

某主機廠零件配套商在首次使用山鋼日照公司鍍鋅雙相鋼HC 340/590 DPD+Z板料沖壓后底板邊板前端零件時出現(xiàn)批量開裂，開裂率達到23%，于是對該批次板料停止使用。當天使用A鋼廠板料的沖壓開裂率為2%。通過對兩家鋼廠料片取樣進行檢測，山鋼日照公司樣板力學性能稍優(yōu)于A鋼廠，鋼卷實測厚度、粗糙度以及金相組織相差不大，但山鋼日照公司樣板表面涂油量較A鋼廠低200 mg/m2左右。查詢生產(chǎn)記錄，山鋼日照公司鋼卷出廠涂油量為單面600 mg/m2，客戶使用時僅剩余約200 mg/m2，涂油損失過大。通過對山鋼鋼卷及A鋼廠鋼卷開平落料的廠家進行實地走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)加工山鋼產(chǎn)品的廠家，縱剪線采用毛氈上下壓鋼板建漲力卷取，毛氈吸附導致表面涂油量進一步損失，而A鋼廠鋼卷加工廠家縱剪線采用皮帶建漲力卷取。

采用噴壺對板料進行補噴油處理后再次進行沖壓，開裂率降低為1%。后續(xù)加工廠家縱剪線更換為皮帶建漲力卷取后，鋼卷出廠600 mg/m2涂油量在客戶使用時剩余380 mg/m2左右，沖壓使用情況良好。

針對加工等過程中涂油缺失導致的沖壓開裂問題，預防措施為：（1）開平、縱剪、落料等加工工序要注意減少表面涂油的損失；（2）根據(jù)模具狀態(tài)及沖壓成形復雜程度，確定合適的訂單涂油量；（3）更換潤滑效果更好的沖壓防銹油。

3.2 毛刺導致的開裂

剪切、沖孔等加工會產(chǎn)生毛刺邊，當毛刺面向外進行成形時，容易從毛刺處擴展開裂，對于成形復雜或變形大的零件，需要對毛刺進行打磨。

4 結(jié)語

摩擦黑斑、白銹缺陷及涂油缺失等缺陷是在鋼卷下線以后，運輸、存儲不良或后加工工序中存在不當操作導致的。鍍鋅產(chǎn)品要保障良好的表面狀態(tài)及使用效果，不僅要對產(chǎn)品出廠的質(zhì)量和性能進行嚴格把關(guān)，還要對運輸以及后加工工序制定一定的標準，這就要求鋼廠與其下游配套商以及用戶建立更加密切的合作關(guān)系，共同保障產(chǎn)品的質(zhì)量。