热镀锌板应用与分类全解析：汽车家电建筑行业必备钢材知识

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今天，我们来系统地梳理热镀锌钢材的关键知识点。我们要了解热镀锌钢材的产品分类，还要了解其原理以及质量异议等方面的内容。

01

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钢厂镀锌的分类

钢厂生产镀锌产品主要有两种方法，电镀锌和热镀锌。

电镀锌从锌层厚度上又能分为单面、双面和差厚镀层三类。

热镀锌不存在单面以及差厚镀层的情况。热镀锌有镀锌和镀锌铁合金这两种类型。而电镀是没有锌铁合金的。

在镀层种类方面

电镀除了电镀锌，还有电镀锌镍、电镀锡、电镀铬；

热镀锌的延伸种类较多。其中有热镀锌这种类型。还有锌铁这种类型。以及铝锌这种类型。还有锌铝这种类型。以及锌铝镁这种类型。

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退火方式

常规冷轧涂镀产品的退火方法有连退和罩退等。

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产品类型

退火温度

机械性能

表面处理

连退和罩退

一般商品卷，即 CQ；深冲热镀锌板，为 DQ；超深冲热镀锌板，包含 DDQ-EDDQ 和 SEDDQ；结构用镀锌板是 HSLA；烘烤硬化热镀锌板是 BH；双相钢是 DP；还有 TRIP 钢以及复相钢 CP 等。

740-860℃

改善机械性能，提高塑性变形能力

无铬钝化处理

连续退火和罩式退火

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552°C至800°C

恢复所需的延展性

酸洗和清洗

连续退火

冷轧带钢

改善机械性能，提高塑性变形能力

无铬钝化处理

线外退火

热轧或冷轧钢板

改善机械性能，提高塑性变形能力

酸洗和涂保护层

涂层及常见温度

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常用钢材种类

热镀锌板的产品种类较为丰富。其中有一般商品卷（CQ）。还有深冲热镀锌板（DQ）。以及超深冲热镀锌板（DDQ - EDDQ/SEDDQ）。另外还有结构用镀锌板（HSLA）。同时有烘烤硬化热镀锌板（BH）。也有双相钢（DP）。还有 TRIP 钢（相变诱导塑性钢）。以及复相钢（CP）等。

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热镀锌的缺陷

热镀锌板在生产时可能出现一些缺陷。其一为锌层脱落；其二是划伤；其三有钝化斑；其四是锌粒；其五为厚边；其六是气刀条痕；其七是气刀刮痕；其八为露钢；其九是夹杂；其十是机械损伤；其十一是钢基性能不良；其十二是浪边；其十三是瓢曲；其十四是尺寸不合；其十五是压印；其十六是锌层厚度不合；其十七是辊印。

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锌层脱落的原因

锌层容易脱落，这是一个较为常见的问题。其主要原因一方面在于原材料的生产环节，另一方面则是加工过程中存在不匹配的情况。原材料方面，有表面氧化的情况；有硅化合物存在；NOF 段存在氧化气氛，且保护气体露点过高；空燃比不合理；氢气流量偏低；炉子有氧渗入；带钢入锅温度偏低；NOF 段炉温偏低；油脂蒸发不尽；锌锅铝含量偏低；机组速度太快；还原不充分；锌液中停留时间太短；镀层偏厚等。加工方面，折弯半径不符合要求会导致锌层脱落；模具磨损会导致锌层脱落；刮蹭会导致锌层脱落；模具间隙过大或过小会导致锌层脱落；冲压润滑油少会导致锌层脱落；模具工作时间超长未修磨维护会导致锌层脱落。

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白锈和黑斑产生的原因

白锈产生的原因较为多样。其一，钝化不良，导致钝化膜厚度不足或不均匀；其二，表面未涂油；其三，带钢表面残留水分；其四，钝化未完全烘干；其五，在运输或储存过程中受潮或被雨水淋湿；其六，成品存放时间过长；其七，镀锌板与其他酸碱等腐蚀性介质接触或存放在一起。白锈有可能会演变成黑斑，然而黑斑不一定仅仅是由白锈引发的，例如摩擦黑斑。

第一：返碱（白锈、黑点）产生的原因

1.白锈的形成机理

镀锌件紧密堆积且置于潮湿空气中时，因为锌件间表面没有自由流动的空气，所以镀层的局部表面会发生电化学腐蚀，进而形成白锈。镀锌层表面沾附的凝结水，与氧气、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氧化物等以及其他化学气体作用后，会产生具有腐蚀性的水溶液，该水溶液附着在锌层表面形成电解液。电解液与锌层产生电化学腐蚀，从而产生肉眼可见的局部白色点状物质（氧化锌）白锈，白锈二次、三次氧化产物形成局部黑色外表，这些都统称为返碱现象。

2.白锈的影响

金属锌转变为氧化锌或氢氧化锌时，体积会增大 3 至 5 倍。所以形成的白锈体积较大。这使得白锈腐蚀程度看起来比实际情况严重很多。它严重影响了镀层外观。但实际上，它们只是使基底镀层损失了很少的锌。对于较厚的结构件镀层，通常情况下，白锈对镀层的耐久性及使用寿命没有影响，或者没有明显影响。

3.白锈的处理

镀锌件表面或许会有大量白锈出现，然而实际上对镀层的腐蚀程度比较轻微。多数情况下，白锈的出现不能表明镀层已遭到严重破坏，也不一定就意味着镀件的使用寿命会降低，出现白锈后应将镀件摆开，让它们的表面能快速变干。

制件长期储存且生有白锈时，上面典型的白色和灰色腐蚀产物可能会变黑。这种情况下，锌层如果足够厚，就不会影响使用寿命。

GB/T13912-2020 明确规定：若镀层的厚度大于规定值，那么被镀制件表面是允许存在发暗或浅灰色的色彩不均匀区域的。对于在潮湿条件下储存的镀锌工件，其表面是允许有白锈（以碱式氧化锌为主的白色或灰色腐蚀产物）存在的。

由于天气、运输、储存等因素的影响，白锈现象在夏季的镀锌产品中较为普遍。一般来说，只要腐蚀后的锌层高过标准值，就不会对产品的使用寿命产生任何影响。

第二：注意事项

镀锌产品在潮湿、高温、空气不流通以及腐蚀性环境下都会生成白锈。角钢、扁铁、钢板、小口径方管等这类极易产生白锈的产品，在打包密封严实后，内部会积水，当天气闷热导致积水反潮时，容易出现镀锌产品的返喊现象。

已镀锌的产品加工完成后要及时发货。产品到达目的地后要及时拆包并存放。库房要保持通风，千万不要捂包。

表面若出现轻微白锈或斑点，需立刻将其拆散并晾干。待通风使白锈变为粉状后，及时用毛刷将其擦除。接着使用热镀锌手动自喷漆进行覆盖式喷涂，这样不会影响防腐效果。

在潮湿闷热的天气里，尽量将物品存放在室内，并保持室内通风干燥。在码放物品时，要避免其直接接触潮湿的土壤。

镀锌产品不怕高温，也不怕潮湿，还不怕集中堆放。然而，它却怕这三者同时具备，也就是在潮湿的环境（包括雨雾以及空气湿度大于 50%）且闷热（温度大于 26°C）的情况下集中堆放。

反碱风险因素

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最长允许存放时间

在涂油、包装仓储都已到位的情况下，部分热镀锌板产品能够存放超过 1 年。不过，我建议最好在三个月内使用这些产品。未涂油的热镀锌板存放时间更短，原因是存放过久容易发生氧化。具体的存放时间需要依据具体产品所对应的执行标准来确定。

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公差

热镀锌板的长度公差不能为负，其最大值不能超过 +6mm。对于长度、宽度、厚度的公差，大家能够在我们小程序中的公差通进行查询。

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锌花分类

锌花一般分为大锌花、小锌花、无锌花。

传统热镀锌板的一个主要特征是带有美丽锌花。锌的结晶体形态近似于雪花或六角星形，这种形态最为完整。通过热镀工艺，带钢表面冷凝获得锌晶体，这些锌晶体最可能形成雪花或六角星形锌花。

其实，锌花仅具有观赏价值，没有实际的实用价值。并且，锌花在耐腐蚀方面表现不佳，表面涂装后会呈现出凸凹不平的状态。所以，在家电及汽车行业，人们倾向于选择小锌花（无锌花）产品。而那些看起来很美的有锌花产品，在建筑行业仍有一定的使用量。

高纯度的锌液冷却时无法凝固形成锌花。因为锌液中缺乏必要的结晶核。要获得典型的锌花，就需要在锌液中适量加入两类性质不同的合金元素。一类合金元素在锌液中完全相溶，在固态锌中几乎完全不相溶，像铅和钛。另一类合金元素在液态、固态的锌中均有一定可溶性，如铝、锡、锑等。仅添加某一类合金元素时，锌层凝固后其表面状态会有所变化，然而这还不足以形成典型的锌花。

形成锌花的方法

形成锌花的方法如下：设法生成大量结晶核，使其及早形成；降低锌液的凝固温度；延长锌花晶体的生长时间，这样便于锌花长大。

（1）在锌液中加入其它元素

在锌液中加入某种合金元素后，能够让其结晶过程得以延长。这样一来，表面锌液在未达到共晶温度之前就不会凝固。

纯锌在 419.5℃时会凝固。如果加入 0.5%以下的锡，那么锡锌共析合金在温度未降到 198℃之前不会凝固。加入镉后，镉锌共析合金在温度未降到 264℃时不会凝固。倘若加入 0.3%以下的锑，其锑锌共析合金在温度未降到 409℃时不会凝固。加入铅后，铅锌共析合金在温度未降到 317℃时不会凝固。

因此，加入合金能降低锌液的熔点。纯锌有其特定的凝固时间，而加入合金后，凝固时间会有不同程度的延长。这使得锌花晶体的生长时间得以大大延长，从而便于锌花的长大。所以，这样就可以获得较大的锌花。

（2）表面吹气体法

表面锌层将要凝固之际，若有蒸汽流或二氧化硫气流经过其表面，能让锌花晶体顺利生长，如此便可获得较大的花纹。另外，吹二氧化硫气流还能形成致密的氧化膜，进而提高镀锌层的耐腐蚀性。

（3）钢丝网法

这种方法仅能应用于镀锌薄板。通过磁性辊子让钢丝网与锌层表面相接触，以此来达成目的。因为钢丝网节结接触的地方最先被冷却，在这些地方会首先形成结晶的固体颗粒并成为结晶核，而其余尚未凝固的锌液，会以这些结晶核为起始，向外开始结晶并扩展生成锌花。

（4）喷水雾法

在镀锌钢件表面，纯锌液未凝固时，向其喷上水雾（水与蒸汽或水与空气的混合物），这样就形成了结晶核。未凝固的锌液会以这些结晶核为起点，向外面扩散，从而生成锌花。

（5）其它方法

如果镀件的表面是平滑的，镀锌层比较薄，能够控制温度均匀下降，并且有足够的空气中冷却时间，那么除了上述方法外，也能获得较大的锌花。

锌花的形状

锌液中添加的合金种类决定了锌花的形状。比如，若选择铅和锑，就能获得凤尾状锌花；若选择铅和锡，就会得到羊齿状锌花等。

镀层表面锌花的结晶方位有所不同，其外观也不同，在加工中就存在差别。单纯拉伸和深冲时，羽毛状锌花的加工性最好；其次是羊齿状锌花；叶状锌花的加工性最差。弯曲和张力加工时，叶状锌花的加工性最好；其次是羽毛状锌花；羊齿状锌花的加工性最差。

锌花尺寸

欧标 EN 10346:2015 有规定，热镀锌锌花的尺寸存在分类。一类是普通锌花（normal spangle），另一类是小锌花（minimized spangle）。

常规锌花指的是锌液正常凝固后所形成的锌晶粒的尺寸以及形貌。无锌花（也叫小锌花）是通过对锌的凝固过程进行特殊控制而获得的锌晶粒的尺寸及形貌。若用户想要指定锌花的大小尺寸，就需要在订货时进行协商。

影响锌花大小的因素有很多。如果锌液成分具备锌花形成的条件，那么以下这些因素会对锌花的大小产生影响：

(1)原料：原料钢板愈厚、表面粗糙度愈小，锌花愈大。

(2)冷却速度：冷却速度愈快，晶体生长时间愈短，锌花愈小。

锌花大小与锌花晶核数目的关系密切，其中晶核数量方面：当钢基表面粗糙或表面清洁度较差时，锌花相对较小。锌晶粒在钢基上形成，晶核越多，锌花就越小，而小锌花生产工艺中的喷水雾法正是利用了这一原理。

(4)其它因素 (生产环境等)。

镀锌时，在锌液临近凝固温度时，立即用直径 0.1mm 以下的水滴喷射到镀锌板表面，以形成细小均匀的结晶核，这样能获得小锌花；接着，用小于 1%的压下量进行平整轧制，从而得到光整锌花。小锌花适合涂装，光整锌花适合深冲压。

锌花不均及影响因素

镀层表面的锌花分布不均匀，这是热镀锌产品所具有的一种表面缺陷。此种缺陷虽对大部分产品的使用影响不大，但会影响产品的表面美观，致使产品在市场某些领域的应用受到限制。部分锌花不均匀的产品还同时存在锌层附着力差的状况，对产品的使用产生了直接影响。

热镀锌板镀层表面锌花不均匀状态可归纳以下几种：

单面存在锌花，而另一面没有锌花。有锌花的那一面，其锌花的直径大概在 6mm 上下。

(2)沿带钢纵向，锌花大小呈现有规律的波动。

(3)沿带钢横向，一侧锌花大，另一侧锌花小。

(4)带钢边部锌花小，中间锌花大。

影响锌花不匀的主要因素有：一是锌液成分中两类合金元素的比例；二是气刀控制工艺；三是带钢温度；四是煤气、助燃空气中杂质含量；五是带钢表面清洁度及炉内还原状态；六是炉辊结瘤；七是带钢划伤及原料表面氧化铁皮；八是带钢入锌锅温度；九是锌液温度；十是镀后冷却温度等。

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锌层的保护原理

锌在腐蚀环境中会优先于钢发生腐蚀，这样就能保护钢基。锌层能在耐腐蚀方面形成一定的保护膜，避免过快氧化，使腐蚀速度得以延缓。在进行维护时，通过涂刷锌粉油漆等方式，能够防止钢的腐蚀，进而保证材料的力学性能等安全属性。

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钝化原理

镀锌板进行铬酸盐钝化处理能形成钝化膜。三价铬在溶液钝化族中难溶于水，且化学性质不活泼，起到骨架作用。六价铬易溶于水，在钝化膜划伤时能起到再钝化作用，具有钝化膜的治愈作用。所以，在一定限度内，钝化膜可防止蒸汽或潮湿空气直接侵蚀镀锌板，起到保护作用。

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耐腐蚀性能的检测方法

检验热镀锌板耐腐蚀性能的方法有三种，分别是盐雾试验、潮湿试验以及侵蚀试验。

这些是关于热镀锌板的常见知识，希望能帮到大家。若大家对热镀锌还有其他疑问，欢迎留言进行交流。