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钢结构热镀锌,你都知道吗?

日期:2019-10-07

热镀基板可以是热轧也可以是冷轧基板,一些外贸询单中会用HX或HC这种简称来代指热轧基板或是冷轧基板。这是源自欧标牌号的命名规则,当然是不太规范的。此外,在某些行业中,GI常被用来代指热镀纯锌镀层、GA代指热镀锌铁镀层、ZAM代指锌镁镀层。热镀基板可以是热轧也可以是冷轧基板,一些外贸询单中会用HX或HC这种简称来代指热轧基板或是冷轧基板。这是源自欧标牌号的命名规则,当然是不太规范的。此外,在某些行业中,GI常被用来代指热镀纯锌镀层、GA代指热镀锌铁镀层、ZAM代指锌镁镀层。


一、主流的热镀镀层有哪些?


钢板及钢带的热镀镀层有很多种类,美、日、欧、国标等各大标准中的分类规则也近似,我们以欧标EN 10346:2015为例解析。


主流的热镀镀层分为六大类,分别是:


1、热镀纯锌(Z)


2、热镀锌铁合金(ZF)


3、热镀锌铝(ZA)


4、热镀铝锌(AZ)


5、热镀铝硅(AS)


6、热镀锌镁(ZM)


二、各种热镀镀层的定义和特点


将经过预处理的钢带浸入熔融池中,通常熔融池中的熔融金属不同会获得不同的镀层(锌铁合金镀层除外)。


1.热镀纯锌镀层(Z)hot‐dip zinc coating


熔融池金属液体中的锌含量应不小于99%。


热镀纯锌工艺可以生成不同尺寸的锌花,锌花影响表面感官,但不影响耐蚀性。


镀锌厚度是怎么计算出来的呢?锌的密度是7.14 g/cm^3,折算成镀锌厚度与每平米重量的关系为:1μm≈7.14g/m2,比如单面锌量厚度是50 μm(微米),即单面镀锌重量为50×7.14=357 g/m^2。


一般常说的,每平米镀锌重量,指的是双面镀锌总重量。


GB/T 2518-2008《连续热镀锌钢板及钢带》第7.7.2条摘录:推荐的公称镀层重量及相应的镀层代号应符合表14的规定。经供需双方协商,等厚公称镀层重量也可用单面镀层重量进行表示。


例如:热镀锌镀层Z 250可表示为Z 125/125,热镀锌铁合金镀层ZF 180可表示为ZF 90/90。 


比如,我们常说的C型或Z型檩条,双面热镀锌275 g/m^2,实际单面镀锌厚度为275/2/7.14=19.3 μm(微米),与普通涂料120~200 μm的漆膜厚度相比,相差甚远。


2.热镀锌铁合金镀层(ZF)hot‐dip zinc‐iron alloy coating


和热镀纯锌镀层的主要区别在于,随后增加了一道合金化处理工艺,使铁在锌中扩散形成锌铁合金层,合金镀层中铁含量通常为8~12%。


锌铁合金镀层的焊接性能较好,镀层颜色是亚光灰白色的,涂油后显现为暗灰色,锌铁合金镀层没有锌花。


热镀纯锌和锌铁合金镀层,其厚度和重量的关系基本一致:1μm≈7.1g/m2。


注1:热镀纯锌和锌铁合金镀层,虽然锌锅中锌含量要求一样,但镀层的使用特性是不一样的,耐蚀性也不同。


3.热镀锌铝镀层(ZA)hot-dip zinc-aluminium coating


熔融池中金属液体含有大约5%铝(Al)和少量稀土元素,其余为锌。


锌铝镀层表面比纯锌镀层亮,耐蚀性强于纯锌镀层,但在国内应用比较少,外贸询单中偶有提及。


镀层厚度和重量的关系: 1μm≈6.6g/m2。


4.热镀铝锌镀层(AZ) hot-dip aluminium-zinc coating


熔融池中金属液体含有大约55%铝(Al)和约1.6%硅,其余为锌。


铝锌镀层有优异的耐蚀性,同时也具备一定的耐高温性。


镀层厚度和重量的关系:镀层厚度1μm≈3.8g/m2。


注:热镀锌铝(ZA)和热镀铝锌(AZ)是两种完全不同的镀层,虽然在内贸中热镀锌铝产品较少,但在外贸询单中仍时有提及,需仔细确认。


5. 热镀铝硅镀层(AS ) hot-dip aluminum-silicon alloy coating


熔融池中金属液体含有大约8%~11%硅(Si),其余成分为铝。


铝硅镀层会在钢板表面形成明显的铝-铁-硅合金层,其特点是优异的耐高温性能,可以应用在一些高温加工和高温工作环境中。


镀层厚度和重量的关系:镀层厚度1μm≈3g/m2。


注3:热镀铝硅镀层钢板及钢带,是贸易中提及的“镀铝板”的一个种类。在欧标中镀纯铝是需要单独协议供货的,而在JIS标准中则根据耐腐蚀和耐高温等不同的应用做了分类。


6. 热镀锌镁镀层(ZM)hot-dip Zinc-magnesium alloy coating


热镀锌镁镀层也被称为锌铝镁(ZAM),熔融池中金属液体的组成是铝和镁的总和通常为1.5~8%(必须含有至少0.2%的镁),其余为锌。


热镀锌铝镁镀层的特点在于极为优异的综合耐蚀性能,尤其是对钢板剪切断口的保护。


这种镀层比较特殊,各个厂家有各自的配方,所以在标准中铝和镁的含量有较大的调整空间,镀层厚度和重量的转换关系也没有固定值,大约为 1um≈6.2-6.6g/m2。


第二节  热镀锌与冷镀锌(电镀锌)的对比差异


1. 镀锌工艺介绍


镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。应用较多主要是热镀锌和冷镀锌(电镀锌)。


2. 热镀锌流程


现在钢板的表面镀锌主要采用的方法是热镀锌。热镀锌(galvanizing) 也叫热浸锌和热浸镀锌:是一种有效的金属防腐方式,主要用于各行业的金属结构设施上。是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层,从而起到防腐的目的。 热镀锌工艺流程:成品酸洗-水洗-加助镀液-烘干-挂镀-冷却-药化-清洗-打磨-热镀锌完工。热镀锌是由较古老的热镀方法发展而来的,自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来,已经有一百七十多年的历史了。近三十年来,伴随着冷轧带钢的飞速发展,热镀锌工业得以大规模发展。


3. 冷镀锌流程


冷镀锌也叫电镀锌,是利用电解设备将管件经过除油、酸洗、后放入成分为锌盐的溶液中,并连接电解设备的负极,在管件的对面放置锌板,连接在电解设备的正极接通电源,利用电流从正极向负极的定向移动就会在管件上沉积一层锌,冷镀管件是先加工后镀锌。


技术标准采用美国ASTM B695-2000及军用C-81562机械镀锌技术标准。


4. 热镀锌与冷镀锌对比区别


热镀锌抗腐蚀能力远远高于冷镀锌(又称电镀锌)。通常电镀锌层厚度5~15μm,而热镀锌层一般在35μm以上,甚至高达200μm。热镀锌覆盖能力好,镀层致密,无有机物夹杂。冷镀锌工艺用于保护金属防止腐蚀,为此利用了锌填料的涂料,在利用任何一种涂敷的方法将其涂在被保护表面,干燥之后形成锌填料涂层,在干燥涂层中具有含量的锌(达到95%)。钢铁在冷却的条件下在表面镀锌,而热镀锌是钢管在热浸的条件下对表面镀锌,它的附着力很强,不容易脱落。


5. (延伸)机械镀锌


在装有镀件、玻璃球、锌粉、水和促进剂的旋转滚桶内,作为冲击介质的玻璃球随着滚桶转动,与镀件表面发生摩擦和锤击产生机械物理能量,在化学促进剂的作用下,将镀涂的锌粉“冷焊”到镀件表面上,形成光滑、均匀和细致的具有一定厚度的镀层。


第三节 镀锌件的防腐年限


按照国标要求,对于2mm基材,局部厚度不应小于45μm,平均厚度不应小于55μm。根据日本热镀锌协会根据1964~1974年的大气暴露试验结果。


若按照国标来计算,平均厚度为55μm,则附锌量为55x7.2=396g/m2,在四种不同的环境下可使用的年限约为:


C2类环境: 79年,取每年的减损较高值为0.7 μm;


C3类环境: 28年,取每年的减损较高值为2.0 μm;


也就是说,在城市和农村室外常规环境下,满足规范要求的镀锌件,可满足30-80年的防腐要求。


第四节 如何测量镀锌层厚度与重量


镀锌件的国标检测标准是GB/T13912-2002 金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及实验方法。


丝网产品适用于此标准,可根据本标准到质监局或其它检测单位进行检测。


从表中可以看到,厚度大于等于6mm的钢铁制件,局部厚度较少70微米,平局厚度85微米,这里解释一下,局部厚度是说检测几个不同部位可能得到的数值不一样,有大有小,但是较低不能低于70微米,测量几处所得的平均值不应低于85微米。


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