镀锌板种类及应用VIP免费

材料应用512011年第9期汽车工艺与材料AT&MMATERIALAPPLICATION摘要：在提高整车安全性、节能性、舒适性的同时，提高车身耐腐蚀性，延长车身寿命是衡量汽车品质的重要指标。提高车身耐腐蚀性的重要途径之一是利用镀锌钢板代替非镀锌钢板，国外从20世纪70年代开始使用镀锌钢板，此后镀锌板使用比例不断上升。本文阐述了镀锌板种类、性能、应用等方面的内容以及新型防腐材料的发展。关键词：镀锌板车身应用中图分类号：U463.82.04文献标识码：B镀锌板种类及其在车身上的应用长城汽车研究院材料部魏元生随着汽车业的发展，为了满足不同使用环境对车身耐腐蚀性的需要，车身耐腐蚀性能及耐久性要求逐年提高。欧美等发达国家为延长汽车使用寿命，减少维修费用，对汽车防腐性能提出了严格的标准规范，如美国、日本提出了车身耐表面腐蚀为5年，耐穿孔腐蚀为10年，发动机内腔耐腐蚀极限为2年[1]。随着科学技术的发展，防腐标准有逐步提高的趋势，特别是沿海国家和北欧国家，由于气候、湿热、盐雾、大量使用含钠盐的融雪剂等原因，对车身的外露部件、底盘部件等耐腐蚀性能都提出很高的要求。盐雾试验表明，镀锌板的耐盐雾腐蚀时间一般是普通冷轧钢板（普冷板）的2~3倍，因此车身的外露部件大量使用镀锌板是提高车身抗腐蚀性能的最有效途径之一。1镀锌板种类及性能目前，汽车车身上广泛使用的镀锌类钢板有：热镀纯锌板（GI）、合金化热镀锌板（GA）、电镀纯锌板（EGI）、电镀锌镍合金板（EGA）等。到目前为止，欧系车多采用热镀纯锌板，日系车则多采用热镀锌铁合金板，电镀锌板由于相对成本较高而主要用于高端车型的外板件。热镀锌层厚度可根据不同需要选择6~30μm；电镀锌层厚度为2~12μm。热镀锌层的生成是通过将冷轧钢板表面活化后浸入420℃熔融锌槽镀锌，经高速气刀在钢带两侧喷吹H2+N2气流的擦拭和冷却作用，实现镀锌层厚度的均匀性和基材力学性能的稳定性；电镀锌层则以电化学方法生成，经镀锌处理后在钢板表面形成一层封闭的锌涂层，热镀锌板横截面金相图片见图1。不同类型镀锌板性能各有利弊，其特点见表1。（1）冲压性能在上述的GI、GA、EG3种镀锌板中，GI板的性价比最高，而且与非镀锌的冷轧基板冲压性能相近，图1热镀锌板横截面金相图片MATERIALAPPLICATION材料应用522011年第9期汽车工艺与材料AT&M见表2。热镀纯锌板（DC57D+Z）与普冷基板力学性能对比结果见图2。通过对比可知，两者性能差异很小，可以忽略不计。合金化热镀锌板（GA）包括：热镀锌铁合金板、热镀锌镍合金板等。这类板锌层表面较脆，在冲压成形时易出现锌层的剥落。锌层剥落有2种形式：镀层呈片状剥落称为剥离；镀层呈颗粒状剥落称为粉化。此外,还有因锌层表面与冲压模之间摩擦因数不匹配而形成的钢板撕裂或皱皮等缺陷。冲压时剥落的表1不同类型镀锌板的锌层厚度及性能对比钢板种类镀层质量/g·m-2相应的镀层厚度/μm性能优点缺点GI50/507/7耐蚀性好、成形性好、使用成本低焊接电流大、产生飞溅70/709.8/9.8100/10014/14GA45/456.3/6.3焊接性能好使用成本高、耐蚀性差、成形性差50/507/760/608.4/8.4EGI10/101.4/1.4耐蚀性好、成形性好、表面质量高成本高、焊接规范适应区间小20/202.8/2.830/304.2/4.240/405.6/5.6表2低碳钢及表面热镀纯锌板力学性能对比牌号t/mmσs/MPaσb/N·mm-2σs/σbδ80/%r值n值DC040.81412930.4845.892.820.24DC060.81332860.4647.552.880.24DX53+Z0.81482830.5245.35DX56D+Z0.81472800.5246.802.950.23注：t为钢板厚度。图2热镀纯锌板（DC57D+Z）与基板力学性能对比锌层堆积于成形模中影响冲压件表面质量。GA板的冷冲压成形性能较差，其力学性能与其基材牌号相同的冷轧板相比差异较大，对成形模具设计及表面质量要求较高。研究表明,锌层的剥离多发生在锌层组织的Γ相与钢基界面上，而粉化则多发生在镀层中硬而脆的δ1相层内的水平裂纹处。观察镀层微观结构发现，冲压成形时出现的上述缺陷均与镀层的铁含量及相结构的组成和分布有关[4-6]。具体来说,镀层的粉化开始于铁含量3g/m2(w（Fe）=5%)的条件下。当铁含量较高时，粉化量急剧增大。铁含量小于3g/m2时，镀层主要由η和ξ相组成，而δ1和...