镀锌、彩涂产品知识手册.doc

1.镀锌概论1.1热浸镀锌之历史1.1.1镀锌(Galvanizing)之字源(1)以热浸方式将锌镀在钢品表面以便防蚀之方法吾人称为镀锌(Galvanizing)，或称为热浸镀锌(Hot-dip Galvanizing)。Galvanizing一字起源于意大利科学家Luigi Galvani(公元17371798年)之姓氏。Galvani于1791年发现以两只脚分别用铁与铜制成之夹子，夹住一块已死去的青蛙腿时，青蛙腿会抽动。Galvani误认为系青蛙腿本身存有电流使之抽动。(2)过了几年，另一位意大利科学家，Alessando Volta(1745-1827)解释青蛙腿系一导体，并指出Galvani发现了另一个新的可产生电(流)的方法，即以不同的金属相接或直放于酸液槽内，则其中一金属会得一正电压，而另一个得一负电压(即电位差)。如再以一条电线连接两金属则可发现电线有电流通过。Galvani与Volta系人类首次发现可产生稳定电流之科学家。从此很多科学家投入研究，而成为一门新的领域称为电化学(Electrochemistry)。如电池与电解均利用此原理制成。(3)吾人为纪念Volta之发现而将电压称为Voltage，其单位则称伏特(Volt)。另将不同金属之间因电位差(电化学)产生电的流动现象称为Galvanic Action用以纪念Luigi Galvani。将锌热浸镀在钢品表面而防钢品腐蚀之方法，即利用锌与铁(不同金属)之电位差，锌之电子流向铁而保护铁之方法称为Galvanizing，并专用为镀锌之称呼。1.1.2镀锌方式之演进(1)板片镀锌1786年在英国发明以氯化铵(NH4C1)作为助镀剂(Flux)镀锌之方法。1800年在德国将上述之方法工业化，此后镀锌制程主要在欧洲发展。1837年，切板之镀锌技术取得英国之专利。1846年在镀锌槽出口侧装设一对辊轮以控制镀锌量之方法开发成功。但此后约一百年间镀锌制程并无多大改善。(2)连续镀锌a.Sendzimir制程1931年波兰人Tardenz Sendzimir发现一套足以改变镀锌工业之制程，其方法为：冷轧后之钢带先在氧化气氛中预热，以去除在板面上之轧延残油，但也会在板面上形成一层薄氧化铁。钢带再进入氢氮之还原气氛中高温将氧化铁还原，而使钢带表面达到适合镀锌之状况。接着钢带必须冷却控制以便在出炉时之温度适合镀锌。1936年美国Armco钢铁公司Butler工场成功地工业化故称为ArmcoSendzimir法，并于1938年取得美国专利。此制程亦称为氧化性直燃式炉(Oxidizing DirectFired Furnace)。Sendzimir法之另一优点在于不用助镀剂(Flux)故可在镀槽中加入铝(Al)以抑制硬脆之锌铁合金层(Zn-Fe Alloy Layer)过度形成，可提高锌之附着性与成形性。但因须在高温下将钢带表面氧化层还原，故无法生产全硬板。参考:助镀剂(Flux)钢带表面必须清净才能促使锌与铁反应而得良好之镀层。助镀剂之目的即在于防止杂质与铁锈之生成。最常用之助镀剂为氯化锌(ZnCl2)与氯化铵(NH4Cl)或两者混合使用。可分湿式(Wet Flux)与干式(Dry Flux)两种。湿式助镀剂系直接浮在锌浴之上，除提供上述之功能外，更可与氧化锌(ZnO，系锌浴表面融锌氧化形成之白粉物)反应形成下列化合物，浮在锌浴上方形成无害物质。2ZnO2(ZnCl2NH4Cl)ZnCl2ZnO2ZnCl2NH3H2O因湿式助镀剂浮在锌浴上故无法在锌槽中加铝(Al)以抑制锌铁合金之形成。此因铝比锌活泼，在锌槽中会与助镀剂作用产生低熔点之氯化铝(AlCl3)白烟消失。2Al3ZnCl23Zn2AlCl32A16NH4C12AlCl3+6NH33H2因此铝含量减少且破坏助镀剂而产生镀锌问题，故以湿式方式生产者，锌铁合金属较厚，成形性及附着性较差。干式助镀剂则在钢带进入镀锌时先浸入助镀剂溶液并烘干后再进入镀槽。干式方式可在锌槽中加入铝以抑制合金层之形成，附着性及成形性优良，适用于扣锁成形用(Lock Forming)与冲压用途(Drawing)。b.其它连续镀法自Sendzimir法开发成功后，很多公司即研究尝试开发新的方法，下列依年代加以说明。1939年 Sharon公司以气体盐酸去除板面残油。1944年 美国Selas 公司开发无退火炉之直燃式炉、以生产全硬锌板为主，不需助镀剂。加热及还原之温度均较Sendzimir法低，故较经济。1948年 美国钢铁公司(U.S.Steel)采用电解清洗之方式去除钢带表面之残油，再进入退火炉之方法。退火炉之制程与Semdzimir法大同小异。1953年 美国Wheeling钢铁公司发明以干式助镀剂镀锌之方法。钢带浸入氯化锌与氯化铵之溶液，调整助镀剂厚度后加热烘干再进入镀槽。可在锌槽中加铝抑制合金层之生成。此镀锌机组并无退火炉，可以全硬板、经退火调质之钢带或热轧酸洗钢带投入镀锌。亦称CookNoteman法以两位发明者命名。1956年 EFCO公司开发非氧化直燃式炉(Non一oxidizing Directfired Furnace)成功，除以非氧化性气氛取代Sendzimir法之氧化性气氛外，亦因钢带被氧化之程度轻微，故后续还原之温度较低，可生产全硬板。不用助镀剂，且建厂与操作成本较低，目前已成为世界镀锌设备之主流，称为NOF法。c.镀锌机组之比较依制程处理方式之不同可分成7类，如表1.1所示d.相关设备除以上由板片镀锌法发展至目前之NOF法，其它相关设备亦有相当之发展，如镀锌量控制由辊轮改为气刷(Gas Wiper)或称气刀(Gas Knife)，加上缝焊机(Seam Welder)、机组上调质机与整平机之装设，操作技术与新设备之开发使高速、大型、且省能源之镀锌产机组陆续发展中。(3)预涂覆镀锌钢板(亦称彩涂钢板或彩色钢片)预涂覆镀锌钢板(Prepainted Galvanized Iron Sheet)系在镀锌钢板上先涂装彩涂再成形组合之产品，以别于先施工组装再涂漆之方式，故称预涂覆。1950年代初期开始可在连续式之产机组商业化生产，逐渐取代以往使用镀锌钢板之用途，如屋顶、墙板、卷门等。因美观、经济、省工与耐用等因素，钢材之使用趋势由冷轧钢板至镀锌钢板再至彩涂钢板，越来愈高级，故彩涂钢板之使用量可预期的会日益增加。参考:GI、PPGI、EG、HGl、CGll.GI在早期以板片法制造之热浸镀锌板称为Galvanized Iron Sheet(镀锌铁板，简称GI)，其实与连续镀锌法以后所用之Galvanized Steel Sheet(镀锌钢板),Hot-Dip Galvanized Steel Sheet(简称HDG)或Hot-Dip Zinc-Coated Steel Sheet之意义均相同。但习惯上仍以GI或HDG之缩写表示热浸镀锌钢板。2.PPGI预涂覆镀锌钢板系在GI板上涂覆涂料再予烘烤，再加工成形组装，故称Prepainted Galvanized Iron Sheet，简称PPGI，也有人称为彩涂钢片(Color Sheet)。3.EG又在市面上所称之EG系指电镀镀锌钢板，即Electro-galvanized Steel Sheet之简称。请见2.1.2与3.3节之说明。4.HGI又称HOT GI，即以热轧钢卷经酸洗去除锈皮后不经冷间轧延而直接进入镀锌机组镀锌称之。一般厚度在1.5(或1.55)以上较多，JlS规格称为SGHC或SGHxxx。5.CGI以冷轧钢卷为底材(Base Steel)镀锌者称之。JlS规格称为SGCC或SGCxxx。特 性适合浪板产品进料为钢卷，出料可为钢卷或切成板片。适用于各种钢材：热轧酸洗、全硬、退火调质及深冲用钢板适合全硬板。容许省略退火程序，较经济。可快速加热。锌 槽铅锌铅锌陶瓷槽。Zn(A1)*铁槽或陶瓷槽。Zn(A1)铁槽或陶瓷槽。Zn(A1)铁槽或陶瓷槽。Zn(A1)铁槽或陶瓷槽。Zn(A1)表 1.1 各类热浸镀锌机组之功能与特性比较助镀剂种 类湿 式湿 式干式HNXgasAx gasHNX或 HN gasZn(A1)表示可加铝至锌浴内。HNX或 HN gas前 处 理 方 式脱脂酸洗Fluxing脱脂酸洗Fluxing脱脂酸洗Fluxing干燥脱脂酸洗Selas加热炉氧化炉式非氧化炉式(NOF)电解清洗(NaOH法)(酸洗)机组内或机组外退火方式机组 外机组 外机组 外机组 外机组 内机组 内机组 内产 机组 方 式板 片 式(Cut Sheet Type)经 济 型(Economy Type)Wheeling Type (Cook-Noteman Type)Selas TypeSendzimir氧化炉式(Oxidizing Type)Sendzimir氧化炉式(Non-Oxidizing Type)美 钢 式(US Steel type)编号12345671.2镀锌防蚀原理钢材虽然具有强度高，易于加工，而且经济之优点，但容易锈蚀为其最大缺憾，而最有效且最经济之防蚀方法即在钢材表面镀锌。镀锌防蚀之原理有二，一为覆盖隔绝原理，二为替代腐蚀原理。1.2.1覆盖隔绝原理(Barrier Protection)使钢材不与空气及水直接接触，即可防止生锈。镀锌亦利用此原理制成。吾人亦可使用镍、铬.等金属或以油漆、油脂(Grease)等有机物或使用无机物如磷酸或铬酸处理等涂布于钢材表面造成隔绝作用以防生锈。1.2.2替代腐蚀原理(Galvanic or Sacrificial Protection)亦称阴极保护原理，此系因锌之活性较高(即氧化电位较高或较易释出电子)，如锌层某处被刮伤而钢材露出，伤口周围之锌会先溶化变为铁之替身，用以保护裸露之钢材不受腐蚀。此现象通常称为阴极保护或牺牲阳极保护。吾人不必担心加工时镀锌钢板边缘剪断面或刮伤部位(均裸露于空气中)生锈之问题，主要亦靠此种替代腐蚀保护之功能。如图1.2.1与1.2.1之示意图。白锈阴极 阳极(b)将钢板与锌板以金属线连接，数个月后钢板完整无缺，此因锌较易释出电子而成为牺牲阳极。红锈(a)将钢板(Fe)与锌板(Zn)置于清水槽中，数周后槽底布满铁被腐蚀之红锈。图1.2.1锌之牺牲阳极示意图锌(Zn)阳极锌钢材(Steel)阴极锌层被刮伤而钢材裸露时，周围之锌会溶解而保护钢材不生锈。图1.2.2镀锌钢板之牺牲保护示意图1.2.3镀锌钢板与彩涂钢板之寿命(1)镀锌钢板镀锌钢板因有锌层之覆盖与牺牲保护之功能，使用寿命较一般热轧或冷轧钢品长，亦即在一定的环境下，如镀层均匀，则镀锌钢板之寿命与镀锌层厚度成正比。但是即使镀锌量相同之钢板，在不同之环境或区域、寿命也会大幅地变化。例如，在都市，工业地区，空气中含有二氧化硫(SO2)气体，可使落在锌层上之雨水或露水呈酸性，因此寿命会缩短。另在沿海地带因有盐份(NaCl)，腐蚀速率更快，寿命更受影响。又在雨季镀层长期被雨水浸湿，或日夜间温差太大易结露之场所也会较快地受到腐蚀，使用寿命均会相对地降低。(2)彩涂钢板另一方面，在此种特殊或恶劣环境使用彩涂钢板，则钢板除有锌之保护外，涂覆在锌层上之有机涂料亦提供覆盖阻绝作用防止钢板生锈，因此使用寿命更加延长。彩涂钢板之涂料可依使用环境之需要选择适当之树脂，如聚酯、硅改性聚酯，聚氯乙烯可塑溶胶，聚二氟乙烯，.等，则需在花费与使用年限两者间取得最佳之组合。建筑物或厂房之屋顶墙板若经常性地受自然的雨水冲洗则寿命较长;而未受雨水冲洗之区域(Unwashed Area)则因受酸份，盐份与落尘之存积而会减低使用年限。未受冲洗区域应定期用水喷洗或刷洗，或在设计时尽量减少未冲洗区域。另一方面，在大部分地区，低倾斜度(Low Pitch)屋顶(05)之寿命较高倾斜度者短，此与污染物之容易存积程度有关。2.制造方法本章将分镀锌钢板与彩涂钢板两类制品介绍。2.1镀锌钢板可分为热浸法与电镀法两种。2.1.1热浸法热浸法又分连续(钢卷)镀锌法与不连续(板片)镀锌法。(1)连续镀锌法系将钢卷连接连续浸渍在盛有融熔锌液之镀槽中镀锌。图2.1即是目前在世界属于主流之直燃式非氧化炉方式连续镀锌之制程。a.前处理与退火制程将冷轧钢卷去除残留在板面上之油渍或杂质，再进行退火软化以提高加工性之前处理。厚度较大者亦可以热轧酸洗料投入镀锌，而称Hot GI。前处理可再分成下列各区:预热炉区:将钢卷之温度先加热至约250，利用废气生热，渐次加温，可省能源。非氧化炉区:急剧加热至600680，以去除钢卷表面之残油，油渍与杂质，提高钢卷表面之清洁度，以增进镀锌层之附着性。加热及均温炉区:在含有515%氢气之还原气氛中以750850温度退火，以使经过冷间轧延之钢带进行再结晶而软化。速冷与过时效处理区:经退火软化之钢带以15%H2之HNX气体吹射冷却，再经过时效处理区，内有电热器使钢带保持在45O之温度以利钢中之过饱和碳含量充分析出以防止时效(Aging)现象。.镀锌制程:将前处理过时之钢卷，浸入熔融(约460)之镀锌槽中，锌之镀层量乃利用在锌槽上方之气刀(Air Knife)调整。镀锌后亦可应需求进行表面锌花调整或锌层合金化之处理。镀锌之钢板在冷却后可经调质或整平处理。c.化成处理干燥程序:镀锌后可施以磷酸盐或铬酸处理之化成处理或涂油，可有效地防上白锈(White Rust)之发生。经干燥后可分切盘卷成钢卷或直接剪切成钢片出售。(2)板片镀锌法将钢卷剪切成片状，一张一张地浸渍于镀锌槽之中，再经过铬酸处理，并利用整平机整平而成镀锌钢片出售。解卷 | 前处理及退火 | 镀锌 | 化成处理 | 收卷 | 切板(a)连续(钢卷)镀锌法入料|镀锌| 化 成 处 理 | 堆栈 (b)板片镀锌法图2.1热浸镀锌钢板之制造程序2.1.2电镀法(1)将热轧酸洗钢卷或冷轧钢卷连续送入镀槽中，系电化学镀锌方法之一种，镀槽以铅板(不溶)或以锌板(可溶)为阳极，而钢板为阴极，并以硫酸锌(使用铅极)或氯化锌(使用锌极)之溶液，通电镀锌。至目前有三种主要之电镀锌系统即1940年代早期之老式水平式镀法。日本新日铁公司开发之ACIC(Anode-Center Injection Cell)系统，使用硫酸锌溶液。美国美钢公司开发之CAROSEL (Consumable Anode Radial One-Side Electrogalvanizing)制程，以氯化锌为溶液。图2.2系连续电镀锌钢板制造程序。(2)电镀镀锌之制程主要区分如下:a.前处理制程:热轧酸洗钢卷及冷轧钢卷，经过脱脂、清洗、酸洗.等处理成为表面干净无杂质之钢卷。b.电镀制程表面清洁之钢卷在电镀槽进行双面等厚，双面差镀(Differential Coating)或单面电镀。c.化成处理电镀后之钢卷，在洗涤除去残存在表面之电解液后进行化成处理，提高其耐蚀性，化成处理后，钢卷经干燥机(Dryer)吹干，再按需要剪切与否，而成产品。1解卷机5刷洗槽9水洗槽13干燥器2焊接机6电解清洗槽10电镀槽14出口积料架3入料积料架7水洗槽11刷洗槽15上油机4张力整平机8酸洗槽12化成处理16收卷机解卷 | 前 处 理 | 电镀 | 化皮处理 | 收卷图2.2连续电镀镀锌钢板之制造程序2.2彩涂钢板彩涂钢板又称彩色钢片(Color Sheet)或预涂覆钢板(Prepainted Steel Sheet)系先将钢板涂装烤漆再施工组装之意，与传统先组装再涂装之方式不同。彩涂钢板之制造方法，系在冷轧，热浸镀锌，镀铝锌或镀铝钢板等底材上先经表面前处理再以钢卷连续方式进行涂装与彩涂之制品。2.2.1 连续涂烤机组常见之连续涂烤机组如固2.3所示。属两涂两烤之制程。(1)前处理制程：钢卷先经脱脂、中和及化成处理，在钢卷板面上形成一层磷酸盐或复合氧化物之皮膜，有助于后续涂膜之附着性。(2)涂装烘烤制程:第一层先涂粘着性良好之涂料(底漆)后经烘箱烘烤，再涂以耐候性与耐蚀性良好之涂料(面漆)经烘箱烘烤，即得美观之彩涂钢板。(3)后续加工制程：可实施涂层压花，或金属压花或PVC或PVF贴皮(Laminate)处理，产品多样化。并可上蜡或加保护膜，以避免彩涂钢板在搬运及加工时之刮伤。水冷箱缝接机裁剪刀机解卷机前处理区清洁区入口积料架裁剪机水冷箱底漆烘箱收卷机底漆烘箱底漆涂装机面漆涂装机出口积料架收卷| 后续加工 | 烘烤 | 涂装 | 前处理 | 解卷图2.3 连续彩涂钢板之制造程序2.2.2彩涂钢板之涂层(1) 双面两涂两烤之涂层如图2.4所示腊(WAX)或保护膜(Protective film)面漆(Top Coat)底漆(Primer)化成皮膜(Chemical Conversion)锌层(Zn Layer)钢(STEEL)锌层化成皮膜底漆背面漆(Backcoat)腊(WAX)图2,4双面两涂两烤之涂层(2)正面两涂两烤，背面一涂一烤之涂层如图25所示。此类背面漆一般均不适合于当正面使用。如欲两面均能当正面使用时在订货时告知制造厂家，厂家将以两涂两烤方式生产供应。腊(WAX)或保护膜(Protective film)面漆(Top Coat)底漆(Primer)化成皮膜(Chemical Conversion)锌层(Zn Layer)钢(STEEL)锌层化成皮膜背面漆(Backcoat)腊(WAX)图25单面两涂两烤之涂层3.制品介绍镀锌钢板以制造方式分为热浸镀锌与电镀镀锌钢板两类。而热浸镀锌与电镀镀锌依镀层中合金含量之不同亦可再细分为热浸镀锌，热浸镀55%铝锌，热浸镀5%铝锌钢板与电镀镀锌，电镀合金等钢板。今分别介绍如下：3.1热浸镀锌钢板(Hot-Dip Galvanized Steel Sheet 简称HDG)热浸镀锌钢板依镀锌层之含铁量可分合金化与非合金化两种。3.1.1合金化热浸镀锌钢板(Galvanealed Steel Sheet)本制品之制造方法系钢卷一离开镀槽之后，立即以合金化炉(Galvannealing Furnace)加热至500550左右，实施合金化处理。在此高温铁会扩散(Diffuse)至锌层形成灰黑色之相的FeZn7锌铁合金层，微观观察钢板表面形成稳定之针状组织(海棉)表面，因此涂漆咐着性良好。又因表面系锌铁合金，电阻大，且镀锌焊接时不会融化，电极可不受污染，故点焊性优良。因为这些优点近来在在汽车、家电、计算机以及音响材料等行业之需求量大增。本类制品亦可称为镀锌层扩散处理钢板，合金层中之铁含量愈高，表面愈呈灰黑色，合金层愈硬，成形性会愈差，故合金化之温度及时间须严格管理。 ，3.1.2非合金化热浸镀锌钢板(Hot-Dip Non-Alloyed Galvanized Steel Sheet)若不实施合金化处理即称为非合金化热浸镀锌钢板。其表面精整(Surface Finish)亦可以以锌花之大小分成三类，但锌花之大小与钢锌钢板之耐蚀性几乎无关。(1)一般锌花(Regular Spangle)又称正常镀花(Normal Spangle)，即早期以板片法镀锌生产之钢板均属之。因为人们已经习惯于此种锌花，以为没有锌花即非镀锌钢板，故在细小锌花(Minimized Spangle)或无锌花(Zero Spangle)等制品开发时，因外观类似冷轧钢板，曾经引起纠纷。再举一例，以连续镀锌法生产之锌花较板片法生产者小，但因人们已用习惯了板片法之大锌花，故以为连续镀锌产出之锌花质量较差。锌花之有无与锌浴中之含铅(Pb)量有关，有铅，即会产生锌花，而锌花之大小与锌槽内之镉(Cd)、锑(Sb)、锡(Sn)等元素及线速，气刀与风量之状况均有关系。正常锌花之镀锌钢板用于一般用途如风管(Ducts)、楼承板(Floor Decks)、暗渠(Culverts)、屋顶(Roofing)、墙板(Siding)、隔间(Partitions)。(2)细小锌花(Miminized Spangle，含Zero Spangle)钢板一离开锌槽，在锌层尚未固化之前，吹射微细之锌粉(Zinc Powder或Zinc Dust)在锌层表面，以细化锌结晶而得到细小之锌花。此种制程一般锌槽内均含有铅，但在锌槽上空装设一锌花细化设备(Mini-Spangle Device)吹射锌粉，以细化锌花。另一种制程则控制锌槽内之铅含量为无铅或低铅之成分，再以氮气吹控镀层厚度，不用锌花细化设备亦可得到无锌花表面(Zero Spangle,No Spangle或Spangle Free)。此类表面适合于涂装或彩涂用途，可得均匀美观之表面。(3)超平滑表面(Extra Smooth)有些用途细化之锌花仍不够平滑，故再经调质机做表皮粗面压延(Dull Skin-passed)，可得表面均匀，粗度适合于涂装，彩涂之用途。另外，亦有些用途须避免加工时产生折痕(Fluting)或伸张应变痕(Stretcher Strain)等缺陷亦可实施调质压延(Temper Rolling或Skin Pass)，以消除低碳退火材特有之降伏点伸张(Yield Point Elongation)之现象，即可避免上述之缺陷。3.1.3合金化与非合金化之差异合金化与非合金化镀层之差异如图3.1所示。为使非合金化镀锌钢板之附着性，成形性良好，应降低质脆之锌铁合金层厚度。因铝(Al)会与铁形成FeAl3及/或FeAl5薄合金层阻碍Fe与Zn之相互扩散(Mutual Diffusion)，故可抑制锌铁合金层之成长，通常控制锌槽中之铝成分在0.20%左右。也因此早期使用湿式助镀剂之生产机组因无法在镀槽中含所要之铝故其锌铁合金层较厚，而不适用于扣锁成形(Lock Forming Quality)之用途。相反地，在生产合金化钢板时在锌槽内之含铝量则须尽量降低。故锌槽之铝成分或添加之锌锭成分均须严加管理。锌层锌铁合金层铁铁(a)非合金化 (b)合金化图3.1非合金化与合金化镀层构造图3.2热浸镀铝锌钢板(Hot-Dip Al-Zn Alloy-Coated Steel Sheet)此类钢板之耐蚀性，耐热性与耐酸性较一般镀锌钢板优良，但焊接性因镀层含铝量较高，焊接条件与一般镀锌钢板不同，如焊接电流，焊接周期及焊接压力应该调整。此类钢板可依镀层中含铝量不同分为下列两类。3.2.1镀55%铝锌钢板(Galvalume)镀层由55%铝，43.4%锌与1.6%之硅所组成，于1960年代后期由美国伯利恒钢铁公司(Bethlehem Steel Corporation)之冶金专家研究推出，而于1972年首次商业化生产之产品。商标名称为GALVALUME。镀槽温度约620-680，加硅之原因为阻止性脆之铁-铝-锌合金层成长，用于屋顶、侧墙、汽车、家电或涂漆之用途。1986年澳洲BHP公司(Broken Hill Proprietary)并购原已转移至BIEC(伯利恒国际工程公司)之专利与相关技术。在全世界至1990年底计有23家取得此一生产授权，在美国有四家，日本也有四家。3.2.2镀5%铝锌钢板(Galfan)镀层约由5%铝，与锌及少量(0.05%)之稀土金属(铈与镧)混合物所组成，于1982年在美国国际铅锌研究组织(ILZRO,International Lead & Zinc Reseach Organization)的赞助下由比利时冶金研究中心(CRM,Centre De Recherches Metallurgigues)研究开发首次商业化生产之产品、商标名称为GALFAN。镀槽温度约420一440，镧与铈可改善镀层表面质量。另有一类似Galfan之5%铝锌产品称为SuperZinc，系由日本新日铁公司(Nippon Steel)所开发，不含稀土金属，但含有0.2%之镁(Mg)，镁据称可改善耐蚀性。JIS于1990年制订此类规格，名称JIS G3317 SZAHxxx,SZACxxx。3.3电镀锌钢板(Electrogalvanized Steel Sheet，简称EG)此类制品以电镀法制造。因电镀时温度接近常温，故国内亦称之为冷镀。电镀锌之单面镀锌量约350g/m2 比热浸镀锌之镀锌量少，耐蚀性相对地低劣，所以原则上，在使用时必须进行涂漆。主要用于室内隔板，装饰板以及汽车、家电、计算机、音响及家具等用途。电镀锌钢板之镀锌量少，其牺牲保护之功能较差，放在冲孔或剪断加工时，剪断面受锌保护较为不足易生红锈。此点在加工时需特别注意。另国内之产业结构不同，中小企业特多，自加工至成品组装涂漆所经过之厂家众多，时间较长，故为避免在搬运、加工时之锈蚀，国内用户常要求表面须经不沾手或称耐指纹处理(Anti-finger Print Treatment)。3.4电镀合金钢板电镀锌钢板之耐蚀性可藉增加镀锌量来改善，但会损及焊接性与加工性，且成本亦相对提高，故又开发出以镍锌、锌铁合金之电镀镀锌钢板。此两种钢板具备与电镀锌相同镀层量但耐蚀性优异之性能，在国外现已广泛用于汽车与家电用品之行业。3.5镀锌钢板制品种类3.5.1镀锌钢板之制品种类可由表3.1之简表表示。表3.1镀锌钢板制品种类简表镀锌钢板非合金化热浸镀锌钢板(JIS G3302)热浸镀铝锌钢 板电镀镀锌钢板(JIS G3313)电镀合金钢板 一般锌花(Rugular Spangle)细小锌花(Minimized-Spangle)超平滑表面(Extra-Smooth)热浸镀55%铝锌钢板(Galvaume)热浸镀5%铝锌钢板(Galfan)电镀锌铁合金钢板电镀镍锌合金钢板热浸镀锌钢板电镀镀锌钢板锌铁合金热浸镀锌钢板(JIS G3302)表3.2 JIS 与 ASTM 镀锌钢板规格编号制品种类制 品 规 格备 注1美利固热浸镀锌钢 板JISG3302-1998SGHC一般用底材：热轧酸洗钢板SGH 340, 400, 440, 490, 540结构用SGCC一般用 底材：冷轧钢板SGCH一般用, 硬板SGCD1, 2, 3冲压用, 第一级,第二级,第三级SGC 340, 400, 440, 490, 570结构用ASTMA653-2000CS Type A, B, C一般质量 (Commercial Steel) 即旧版之A527FS Type A, B成形质量 (Forming Steel) 即旧版之A528DQDDS深冲质量 (Deep Drawing Steel) 即旧版之A642EDDS超深冲质量 (Extra Deep Drawing Steel) (新增)SS Grade 33,37,40,50,80结构质量即旧版之A446 SQHSLAS Type A Grade 40, 50, 60, 70, 80HSLAS Type B Grade 40, 50, 60, 70, 80高强度低合金钢 (High Strength Low Alloy Steel)2铝锌凤热浸镀5%铝锌钢板JISG3317-1994SZAHC一般用底材：热轧酸洗钢板SZAH 340, 400, 440, 490, 540 结构用SZACC一般用底材： 冷 轧 钢 板SZACH一般用, 硬板SZACD 1, 2, 3冲压用, 第一级, 第二级, 第三级SZAC 340, 400, 440, 490, 570 结构用ASTMA875-1999CS Type A, B, C ,FS Type A, BDDS, EDDS, SS 33, 37, 40, 50 class1, 2, 3, 80HSLAS Type A 50, 60, 70, 80 Type B 50, 60, 70, 80 与A653之分类相同 镀层可分Type I与Type II两种 Type I 表5% 铝+ MM II表5% 铝+ 镁 MM表Mischmetal 属稀土金属Ce 与La 之混合 物约含0.05%Galfan与ASTM A875 TYPE I相似,于1982年美国ILZRO与比利时CRM开发生产。3铝锌龙热浸镀55%铝锌钢板JISG3321-1998SGLHC一般用底材：热轧酸洗钢板SGLH 400, 440, 490, 540结构用SGLCC一般用底材： 冷 轧 钢 板SGLCH硬板SGLCD 1, 2 ,3 冲压质量SGLC 400, 440, 490, 570结构用ASTMA792-1999CS Type A,B,C FS , DS, HTSSS Grade 33, 37, 40, 50 A, B, 80 与A563之区分相同，但DS表冲压质量，HTS 表高温用钢Galvalume1972年美国伯利恒钢铁公司开发生产1986年技术与专利转移至澳洲BHP公司3.6 镀锌钢板之机械性质镀锌钢板之机械性质主要系由钢板之成分与退火炉之温度与时间决定，与镀层厚度或镀层种类如镀锌，镀铝锌等无关。一般将镀锌钢板之机械性质分成成形用与结构用两类。3.6.1 成形用一般将成形用镀锌钢板分成一般质量、冲压质量、深冲质量与超深冲质量等四种。 JIS G3302在1987年将冲压质量称为SGCD，且区分为三级，第一级SGCD1、第二级SGCD2及第三级 SGCD3。而ASTM在1994年将分散为A526 CQ、A527 LFQ、A528DQ、A642 DQSK与A446 SQ合并成为ASTM A653。A653取消LFQ之规格，且成形质量(Forming Steel) 名称取代冲压质量 (Drawing Quality)，并新增超深冲质量 (Extra Deep Drawing Quality)表3.3 成形用镀锌钢板分类规 格质 量CNS1244JISASTMENAS-1977G3027G3302-98A653-0010142-9013971一 般 质 量 (CQ)(Commercial Quality)SPGCSGHCSGCCCS Type A B C BDX51DG C2ASTM成形质量 (FS)(Forming Steel)冲 压质 量(DQ)(Drawing Quality)SPGDSGCD1FS Type A B DX52DG D3深 冲质 量(D D Q)(Deep Drawing Quality)SPGDDSGCD2DDSDX53D-4超 深 冲 质 量(EDDQ)(Extra Deep Drawing Quality)-SGCD3NEDDSDX54D-注1. SGCD3 若为非时效钢则在符号后加N (即Non-aging) 2. JIS之规格若用途为屋顶则在代号后加R，如SGCCR，如为建筑用墙板，则在代号后加A， 如SGCCA3. ASTM A653 CS 表Commercial Steel (一般用钢)，FS 表Forming Steel (成形用钢)，DDS 表Deep Drawing Steel (深冲用钢)，EDDS 表Extra Deep Drawing Steel (超深冲用钢) 参考 JIS 新规格对照表1.JIS G3302热浸镀锌1987年修订钢种对照因JIS 在1991年以后实施国际单位制(SI单位,International System of Units)因此在1987年修订之JIS G3302中即有两种记号并列，一种为1990年以后适用。现将1979年与1987年修订之记号做一比较表，敬供参考旧 记 号(1979年修订)新记号(1987年修订)备 注1990年以前适用1991年以后适用一 般 用 (SPGC)一般用(SGHC)同 左一般用(SGCC)屋 顶 用 (SPGR)见 备 注 栏底材为冷轧钢板之镀锌板均可适用。建筑外板用(SPGA)结 构 用 (SPGS)结 构 用 (SGH41)结 构 用 (SGH400)结 构 用 (SGH41)结 构 用 (SGH400)一般波板用 (SPGH)一 般 用 (SGCC)同 左由买卖双方协议除一般用与一般硬质用以外之种类亦可使用。一 般 用 (SGCH)建筑波板用 (SPGW)一 般 用 (SGCC)一般硬质用(SGCH)冲 压 用 (SPGD)冲压用第一级(SGCD1)同 左深 冲 用 (SPGDD)冲压用第二级(SGCD2)冲压用第三级(SGCD3)同 左1987 年 新 增部分(含SGCH)结 构 用 (SGH35)结 构 用 (SGH340)结 构 用 (SGH45)结 构 用 (SGH440)结 构 用 (SGH50)结 构 用 (SGH490)结 构 用 (SGH55)结 构 用 (SGH540)结 构 用 (SGH35)结 构 用 (SGH340)结 构 用 (SGH45)结 构 用 (SGH440)结 构 用 (SGH50)结 构 用 (SGH490)结 构 用 (SGH58)结 构 用 (SGH570)2.JIS G3313电镀镀锌1990年修订钢种对照JIS G3313电镀镀锌规格于1971年修订后，历经19年才在1990年再行修订，本次大幅修订，今特列表于后，以供参考。(1)底材热轧酸洗板种 类 记 号标称厚度适 用1991年以后适用(SI单位)1990年以前 适 用主要用途对应之JIS原板(底材)种类记号原 有SEHCSEHC1.6以上4.5以下一般用SPHCG3131SEHDSEHD冲压用SPHDSEHESEHE1.6以上4.5以下深冲用SPHE1990年新增SEFH490SEFH501.6以上4.5以下加工用SPFH490G3134SEFH540SEFH55SPFH540SEFH590SEFH60SPFH590 SEFH540YSEFH55Y2.0以上4.0以下高加工用SPFH540YSEFH590YSEFH60YSEFH590Y SE330 SE341.6以上4.5以下一般结构用SS330G3101 SE400 SE41SS400SE490 SE50SS490SE540 SE55SS540SEPH310SEPH321.6以上4.5以下结 构 用SAPH310G3113SEPH370SEPH38SAPH370SEPH400SEPH41SAPH400SEPH440SEPH45SAPH440(2)底材冷轧钢板种 类 记 号标称厚度适 用1991年以后适用(SI单位)1990年以前 适 用主要用途对应之JIS原板(底材)种类记号原 有SECCSECC0.4以上3.2以下一般用SPCCG3141SECDSECD0.4以上3.2以下冲压用SPCDSECESECE0.4以上3.2以下深冲用SPCE1990年新增SEFC340SEFC350.6以上2.3以下冲压加工用SEFC340G3135SEFC370SEFC38SEFC340SEFC390SEFC400.6以上2.3以下加工用SEFC340SEFC440SEFC45SEFC340SEFC490SEFC50SEFC340SEFC540SEFC55SEFC340SEFC590SEFC60SEFC340SEFC590SEFC50Y0.6以上1.6以下低降伏比型SEFC340SEFC490YSEFC55YSEFC340SEFC590YSEFC60YSEFC340SEFC780SEFC80Y0.8以上1.4以下SEFC340SEFC980SEFC100YSEFC340SEFC340HSEFC35H0.6以上1.6以下烘烤硬化型3.6.2 结构用结构用质量JIS 规格系以抗拉强度分级，如SGC 440系表示抗拉强度在440 N/2 (约45kgf/2)以上，但ASTM新版结构质量规格由A446 改为A653后，A653以降伏强度分级如A653 SS Grade 50 表示降伏强度为在50 ksi (约35kgf/2)以上。表3.4 结构用镀锌钢板分类规格协会分类CNS(台湾)JIS-1987 ( 日本 )ASTM( 美国 )EN( 欧盟 )AS-1997( 澳洲 )1244G3027G3302-98A653-0010147-9013971结 构 用 品 质(Structural Quality) SPGS1SGH 340 400 440 490 540SS Grade33 230 37 255 40 275 50 340 class 1, 250 340 class 380 550 S220 GDS250 GDS280 GDS320 GDS350 GDS550 GDG 250 300 350 450 500 5502SGC 3