什么是鋅花

帶有美麗鋅花是傳統(tǒng)熱鍍鋅板的一個(gè)主要特征。鋅的結(jié)晶體最完整的形態(tài)近似于雪花或六角星形，因此通過(guò)熱鍍工藝帶鋼表面上冷凝獲得的鋅晶體最可能形成雪花或六角星形鋅花。

其實(shí)，鋅花只是具有觀賞價(jià)值，無(wú)實(shí)際實(shí)用價(jià)值，相反，鋅花在耐腐蝕方面并不好，表面涂裝后會(huì)顯得凸凹水平。因此，家電及汽車行業(yè)傾向于選擇小鋅花（無(wú)鋅花）產(chǎn)品，而看起來(lái)很美的有鋅花產(chǎn)品，在建筑行業(yè)還有一定的使用量。

高純度的鋅液在冷卻時(shí)是不能凝固形成鋅花的，因?yàn)殇\液中缺少必要的結(jié)晶核。要獲得典型的鋅花，前提條件是在鋅液中適量地加入兩類性質(zhì)不同的合金元素，一類合金元素在鋅液中完全相溶，而在固態(tài)鋅中幾乎完全不相溶，如鉛和鈦；另一類合金元素在液態(tài)、固態(tài)的鋅中均具有一定的可溶性，如鋁、錫、銻等。如果僅添加某一類合金元素，雖然在鋅層凝固后，其表面狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，但還不足以形成典型的鋅花。

形成鋅花的方法

形成鋅花的方法，就是設(shè)法及早生成大量結(jié)晶核，降低鋅液的凝固溫度，以延長(zhǎng)鋅花晶體的生長(zhǎng)時(shí)間，便于鋅花長(zhǎng)大。

（1）在鋅液中加入其它元素

當(dāng)在鋅液中加入某種合金元素后，可以使其結(jié)晶過(guò)程延長(zhǎng)，則表面鋅液在未達(dá)到其共晶溫度以前不會(huì)凝固。

純鋅在419.5℃凝固，如果加入錫（0.5%以下）后，則錫鋅共析合金在未降到198℃以前不會(huì)凝固。加入鎘后，則鎘鋅共析合金在未降到264℃時(shí)不會(huì)凝固。如加入銻（0.3%以下）后，其銻鋅共析合金在未降到409℃不會(huì)凝固。加入鉛后，其鉛鋅共析合金在未降到317℃不會(huì)凝。

因此，加入合金降低鋅液熔點(diǎn)，比純鋅的凝固時(shí)間都有不同程度的延長(zhǎng)，使鋅花晶體的生長(zhǎng)時(shí)間大大延長(zhǎng)，便于鋅花的長(zhǎng)大，所以可獲得較大的鋅花。

（2）表面吹氣體法

在表面鋅層將要凝固時(shí)，如果以蒸汽流或二氧化硫氣流通過(guò)其表面，使鋅花晶體得以順利生長(zhǎng)，可得到較大的花紋。吹二氧化硫氣流的另一個(gè)目的是可形成致密的氧化膜而提高鍍鋅層的耐腐蝕性。

（3）鋼絲網(wǎng)法

這種方法只能用在鍍鋅薄板上，它是用磁性輥?zhàn)邮逛摻z網(wǎng)與鋅層表面接觸來(lái)達(dá)到此目的的。由于鋼絲網(wǎng)節(jié)結(jié)接觸之處首先受到冷卻，在該處首先生成結(jié)晶的固體顆粒而成為結(jié)晶核，其余未凝固的鋅液，即以此為結(jié)晶核開始向外結(jié)晶擴(kuò)展生成鋅花。

（4）噴水霧法

在鍍鋅鋼件表面上的純鋅液未凝固時(shí)噴以水霧（水與蒸汽或水與空氣的混合物）造成結(jié)晶核。未凝固的鋅液即以此為起點(diǎn)向外擴(kuò)散而生成鋅花。

（5）其它方法

除上述方法外，如果能做到鍍件的表面平滑、鍍鋅層比較薄、控制溫度均勻下降及足夠的空氣中冷卻時(shí)間，也能獲得較大的鋅花。

鋅花的形狀

鋅花的形狀取決于鋅液中所添加合金的種類，如選擇鉛、銻可獲得鳳尾狀鋅花；選擇鉛、錫則得到羊齒狀鋅花等等。

鍍層表面鋅花的結(jié)晶方位因其外觀不同，在加工中也有差別，如單純拉伸和深沖時(shí)，羽毛狀鋅花加工性最好，其次是羊齒狀鋅花、葉狀鋅花加工性最差，而在彎曲和張力加工時(shí)，葉狀鋅花加工性最好，其次是羽毛狀鋅花、羊齒狀鋅花加工性最差。

鋅花尺寸

按照歐標(biāo)EN 10346:2015的規(guī)定，熱鍍鋅鋅花的尺寸可分為普通鋅花（normal spangle）和小鋅花（minimized spangle）。

常規(guī)鋅花是指鋅液正常凝固后形成的鋅晶粒尺寸及形貌，而無(wú)鋅花（也稱為小鋅花）這是對(duì)鋅的凝固過(guò)程進(jìn)行特殊控制獲得的鋅晶粒尺寸及形貌。如果用戶需要指定鋅花的大小尺寸，則需要在訂貨時(shí)進(jìn)行協(xié)商。

影響鋅花大小的因素很多，當(dāng)鋅液成分具備鋅花形成的條件時(shí)，下列因素對(duì)鋅花的大小產(chǎn)生影響：

(1)原料：原料鋼板愈厚、表面粗糙度愈小，鋅花愈大。

(2)冷卻速度：冷卻速度愈快，晶體生長(zhǎng)時(shí)間愈短，鋅花愈小。

(3 )晶核數(shù)量：鋅花大小與鋅花晶核數(shù)目的多少關(guān)系密切。當(dāng)鋼基表面粗糙或表面清潔度較差時(shí)，鋅花相對(duì)較小。鋅晶粒在鋼基上形成，晶核愈多，鋅花愈小，小鋅花生產(chǎn)工藝噴水霧法就利用了這一原理。

(4)其它因素 (生產(chǎn)環(huán)境等)。

為了獲得小鋅花，鍍鋅時(shí)，當(dāng)鋅液臨近凝固溫度時(shí)，立即以直徑為0.1mm以下的水滴噴射到鍍鋅板表面上，使其形成細(xì)小而均勻的結(jié)晶核；為了得到光整鋅花，再用小于1%的壓下量來(lái)進(jìn)行平整軋制。小鋅花適用于涂裝，光整鋅花適用于深沖壓。

鋅層粘附性

加熱的鋼帶經(jīng)過(guò)熔融鋅液（鋅槽）時(shí)，首先在基板形成鐵鋅合金層，在合金層外覆蓋純鋅層。鐵鋅合金層厚度不均勻，較疏松，易脆，延展性差，容易開裂。

如果鋼板表面在鍍鋅前就已殘留著一定數(shù)量的鐵基鹽時(shí)，生成的鐵鋅合金，其粘附性很差，延展性差，容易剝落。當(dāng)純鋅鍍層中含有有害雜質(zhì)，如氧化鋅、鋅渣、鎘及鉛時(shí)，形成大鋅花，或破壞鋅層的連續(xù)性，容易發(fā)生純鋅層的小開裂。

當(dāng)鍍鋅層過(guò)厚，其可彎曲性也變差。當(dāng)鋅液中加入鋁，鋅液中的鋁與基板發(fā)生反應(yīng)，首先生成Fe2Al5或Fe2Al3，減薄了鐵鋅合金鍍層，可提高鋅層的粘附性。

鋅花不均及影響因素

鍍層表面鋅花不均勻，是熱鍍鋅產(chǎn)品存在的一種表面缺陷，雖然對(duì)大部分產(chǎn)品的使用不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，但影響其表面美觀，造成產(chǎn)品在市場(chǎng)某些領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。有些鋅花不均勻的產(chǎn)品同時(shí)存在鋅層附著力差的情況，直接影響了產(chǎn)品的使用。

熱鍍鋅板鍍層表面鋅花不均勻狀態(tài)可歸納以下幾種：

(1)單面有鋅花，另一面無(wú)鋅花。有鋅花一面的鋅花直徑大約在6mm左右。

(2)沿帶鋼縱向，鋅花大小呈現(xiàn)有規(guī)律的波動(dòng)。

(3)沿帶鋼橫向，一側(cè)鋅花大，另一側(cè)鋅花小。

(4)帶鋼邊部鋅花小，中間鋅花大。

影響鋅花不勻的主要因素包括：鋅液成分中兩類合金元素的比例、氣刀控制工藝、帶鋼溫度，煤氣、助燃空氣中雜質(zhì)含量，帶鋼表面清潔度及爐內(nèi)還原狀態(tài)，爐輥結(jié)瘤，帶鋼劃傷及原料表面氧化鐵皮，帶鋼入鋅鍋溫度，鋅液溫度，鍍后冷卻溫度等。

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