電鍍鋅產(chǎn)品表面條狀色差分析及改進(jìn)

供稿|申強，王忠東，高洪剛

內(nèi)容導(dǎo)讀

電鍍鋅產(chǎn)品主要用于汽車、家電等行業(yè)。本文針對某企業(yè)電鍍鋅產(chǎn)品出現(xiàn)較多的條帶狀色差，采用掃描電子顯微鏡、光學(xué)顯微鏡對電鍍鋅條狀色差缺陷進(jìn)行分析，同時根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、工藝調(diào)整實驗，確定電鍍鋅基板表面清潔性較差且不均勻是導(dǎo)致電鍍后缺陷放大形成條狀色差缺陷的主要原因，采取優(yōu)化酸軋工藝，優(yōu)化連退機組及電鍍機組的前處理工藝，確?；灞砻娴那鍧嵭院途鶆蛐裕瑮l狀色差缺陷得到有效控制。

電鍍鋅產(chǎn)品具有良好的外觀、鍍層薄、焊接性、耐蝕性、涂漆性等眾多優(yōu)點，主要用于汽車、家電等行業(yè)[1-2]。電鍍鋅板是利用電解原理在鋼板表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的沉積層的過程，但是在生產(chǎn)過程中不可避免的會出現(xiàn)各類缺陷，色差缺陷是一種常見表面缺陷。本文對某企業(yè)電鍍鋅產(chǎn)品出現(xiàn)較多的條帶狀色差(圖1)進(jìn)行詳細(xì)分析，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。

色差缺陷分析

電鍍成品微觀形貌分析

采用掃描電鏡(SEM)分別觀察原板和去除鋅層后對應(yīng)明暗條紋的微觀形貌。圖2為原板明暗條紋對應(yīng)的微觀形貌，由圖可見明、暗條紋無明顯差異。采用低濃度鹽酸去除表面鋅層，明暗條紋對應(yīng)的基板表面的SEM圖顯示明條紋處存在較多的條狀溝痕、分布密集，而暗條紋表面存在條狀的痕跡、分布較疏散、痕跡較淺(圖3)。

電鍍鋅基板表面微觀分析

對正常產(chǎn)品和色差產(chǎn)品冷軋退火后基板表面進(jìn)行觀察和分析，色差基板表面存在較多且清晰的條狀溝痕(圖4)，而正常基板表面較平滑(圖5)，且色差的電鍍鋅基板原板表面含碳量高，正常電鍍鋅原板表面比較干凈，含碳量低。

圖1 電鍍鋅原板上的條帶狀色差

圖2 原板明暗條帶色差SEM圖

圖3 去掉鋅層后明暗條帶色差SEM圖

圖4 色差基板表面SEM圖及能譜分析

金相組織分析

對表面去除鋅層，拋光、腐蝕后敏感條紋處的表面組織分析，發(fā)現(xiàn)明暗條紋處基板表面組織均勻，未發(fā)現(xiàn)晶粒異常現(xiàn)象，排除由于基板組織異常導(dǎo)致色差缺陷(圖6)。

色差基板表面能譜分析(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

粗糙度分析

圖5 正常產(chǎn)品基板表面SEM圖及能譜分析

正常產(chǎn)品表面能譜分析(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)

對明暗條紋取樣進(jìn)行表面粗糙度檢測，結(jié)果見表1，由結(jié)果可見明暗條紋的表面粗糙度Ra均為1.0 μm左右，峰值數(shù)RPC值均為100 左右，基本相當(dāng)，表明條狀色差與基板表面粗糙度無明顯關(guān)聯(lián)。

圖6 明暗條紋處基板的表面組織：(a) 明條紋；(b) 暗條紋

表1 明暗條紋表面粗糙度

工序查詢實驗

針對色差缺陷項目組開展大數(shù)據(jù)統(tǒng)計，熱軋工藝、冷軋工藝、退火工藝調(diào)整等未發(fā)現(xiàn)明顯趨勢，但是色差缺陷的出現(xiàn)概率與基板涂油與否、在庫時間存在正相關(guān)性。

選取某月連退機組生產(chǎn)的5批電鍍鋅原料分別進(jìn)行涂油和不涂油處理，電鍍鋅成品涂油的色差降級率為13.53%，不涂油的色差降級率為5.5%。由表2可見色差降級率，不涂油產(chǎn)品比涂油產(chǎn)品的合格率要高。由表3可見，在庫時間＜4 d時色差降級率較低。

表2 基板涂油與否電鍍成品色差降級率的影響

表3 在庫時間對電鍍成品色差降級率的影響

缺陷原因分析及改進(jìn)

綜合微觀檢驗分析和工序查詢、實驗分析結(jié)果，條帶狀色差缺陷產(chǎn)生的機理為電鍍基板表面清潔性較差，存在條帶狀表面殘留，在肉眼下基板未發(fā)現(xiàn)異常，但電鍍鋅后有放大缺陷的作用，導(dǎo)致電鍍后出現(xiàn)條帶狀色差。分析其根本原因為電鍍鋅冷軋來料原板表面劃傷、存在較多的縱向細(xì)條紋，這些微觀缺陷導(dǎo)致軋后表面殘留較多，增加清洗難度，并且放置時間越長清洗難度越大，從而導(dǎo)致基板在庫時間與色差降級率成正相關(guān)。

針對該缺陷產(chǎn)生的根本原因，制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，主要為優(yōu)化酸軋工藝，改善基板表面質(zhì)量，提高電鍍鋅軋硬板表面反射率；優(yōu)化連退機組、電鍍機組前處理工藝，提高刷洗效果確保帶鋼表面清潔性和均勻性。通過采取上述措施，條帶狀色差缺陷得到有效控制。

結(jié)束語

(1) 條狀色差缺陷產(chǎn)生的原因為基板表面存在較多的縱向細(xì)條紋，冷軋退火板表面殘?zhí)剂扛?，?dǎo)致電鍍鋅鍍層表面色差缺陷。

(2) 基板表面的條狀溝痕會增加基板表面清潔難度，并且放置時間越長清洗難度越大，導(dǎo)致基板在庫時間與色差降級率成正相關(guān)。

(3) 采用優(yōu)化酸軋工藝、連退、電鍍鋅前處理工藝，確保電鍍基板表面清潔性和均勻性，表面色差缺陷得到有效控制。