镀锌钢与镀锌退火钢：有什么区别？

在接下来的十年里，全球经济每年需要投资近4.2万亿美元来使基础设施具备未来适应性，其中约三分之二的投资将在新兴经济体中进行。

从扩展特大城市到加固老化的桥梁和工厂，这种增长在很大程度上将依赖于耐用的涂层钢材。

这给钢铁行业带来了真正的压力：交付高质量的镀锌和镀锌退火钢材，规模化生产，且成本、浪费和工艺可变性最小化。

但是，维持完成这一任务所需的严格工艺控制是一个重大挑战。

需要精确的化学和物理处理来生产耐久的防腐蚀镀锌和镀锌退火钢，而许多传统的分析方法无法提供最小化低效和保护利润所需的实时见解。

在这篇博客中，我们将分析镀锌与镀锌退火钢生产和最终产品之间的差异。

我们还探讨了尖端技术如在线 XRD如何为钢铁制造商提供所需的数据，以便做出立即的决策，从而保护他们的利润。

关键点

• 镀锌钢是涂覆了一层金属锌保护层的钢材，通常通过浸入熔融锌浴中并冷却。它具备高耐腐蚀性和抗拉强度。
• 镀锌退火钢是在镀锌钢材之后通过退火炉形成铁–锌金属间层，从而提高表面硬度和油漆附着力。
• 在镀锌过程中进行快速 X 射线荧光 (XRF) 分析有助于确保最佳的锌浴化学成分和最终质量控制。
• 在镀锌退火过程中使用在线 X 射线衍射 (XRD) 技术可以发现仅在下游才会发现的涂层缺陷，从而进行实时工艺调整以防止昂贵的返工。

什么是镀锌钢？

镀锌钢是涂覆了一层金属锌保护层的钢材，最常见的是通过批量或连续热镀锌工艺进行。这可以保护钢材免受时间的腐蚀，并降低生命周期维护成本，使其在建筑、基础设施和汽车应用中很有用。

热浸镀锌与电镀锌

在这篇博客中，我们主要关注热浸镀锌，这包括将钢材 ——通常是冷轧钢 —浸入“锌浴”中，其中发生锌-铁合金反应。这种合金提供了一种更厚、更耐用的涂层，适合用于如建筑横梁等大的室外结构。

另一方面，电镀锌通过静电工艺对金属进行涂覆，提供了一层更薄、更光滑的锌层，适合用于如螺丝等较小的室内应用。

镀锌钢与镀锌退火钢有什么区别？

镀锌与镀锌退火钢之间的区别在于镀锌退火钢在镀锌后立即经过一道退火工序。在此过程中，钢材被重新加热以促进锌层和钢基体之间的扩散，从而形成铁-锌合金相，产生更硬、更完整的合金涂层。

镀锌退火钢是哑光灰色，提供更好的油漆附着和焊接性能，而热浸镀锌钢则更加闪亮，绘画前需要更多的表面准备。电镀锌与镀锌退火钢之间的差异类似。

镀锌钢是如何制成的？

镀锌钢是通过涂覆一层锌来制成的，通常通过热镀锌工艺，其步骤如下：

1. 硬污染物的去除和质量控制

基底钢材通常以线圈或钢板形式进行检查，以发现可能影响锌粘附的表面缺陷。硬污染物通常通过使用除漆剂或喷砂或研磨进行去除。

2. 化学清洗和预处理

然后对钢材进行化学处理以去除任何额外的污染物：

• 脱脂去除油类、润滑剂和污垢
• 酸洗通过将钢材浸入酸浴去除锈蚀和氧化皮
• 冲洗清洗掉残留的酸和其他污染物
• 助熔在浸入之前防止氧化并通过应用助熔剂溶液（通常是氯化铵锌）促进冶金结合

3. 干燥

在钢材可浸入锌浴之前，必须去除所有剩余的水分。这可以防止在熔融锌浴中飞溅，这可能导致最终涂层的不一致性，通常通过将其在烤箱中干燥来完成。

4. 热浸镀锌

钢材以大约450°C的温度通过熔融锌浴，并开始铁锌合金反应。

为了保持涂层质量的一致性，必须严格控制锌浴的化学和操作参数，包括：

• 温度: 锌浴的温度必须保持在一定范围内——通常为445°C-465°C——以维持适当的流动性、润湿性、排水性和受控的合金层发展。
• 铝含量: 锌浴中添加少量的铝以创建一层抑制层，调节铁锌反应。过多的铝可能导致表面缺陷和湿润能力差，而过少则可能导致合金生长过度和涂层过厚或脆性。
• 渣滓管理: 在镀锌中形成的金属间颗粒必须进行管理，以防止涂层中的缺陷。

快速元素分析解决方案，如Axios FAST 波长色散 X 射线荧光 (WDXRF) 光谱仪能够高频监测熔融锌浴的化学成分。

Stratos 软件模块可以同时确定层材料的化学成分和厚度，帮助控制合金平衡及影响润湿行为、涂层厚度和钢表面“闪光”形成的微量元素。

5. 厚度控制和“擦拭”

通过使用“空气刀”喷出压缩氮气等方式，去除镀锌物体上的多余熔融锌。

6. 冷却

通过“淬火”在水浴中快速冷却来设置锌层并确定最终表面效果。

7. 检查和质量保证

检查镀锌钢的质量控制，观察锌涂层的：

• 厚度
• 均匀性
• 附着力
• 表面质量

通过我们的Zetium XRF 分析仪，您不仅可以测量最终涂层厚度，还可以验证您的产品是否符合涂层规格和 OEM 标准。

此外，我们的 Empyrean 多功能 X 射线衍射 (XRD) 仪器提供详细的离线涂层微观结构表征，支持：

• 对最终产品故障的根本原因分析
• 相位定量
• 研发优化

镀锌钢的用途是什么？

镀锌钢主要用于需要耐腐蚀性、耐久性和机械强度的应用。主要的应用领域有：

1. 建筑和基础设施，例如，在屋顶板、墙板、排水沟、围栏和结构梁中。
2. 汽车行业，例如汽车车身板、底盘部件和车架。
3. 家用和工业电器，例如洗衣机、冰箱和储物架。

镀锌钢与镀锌退火钢的优点

与镀锌退火钢相比，镀锌钢的主要优点是：

1. 裸露时的优越耐腐蚀性。厚锌层保护未漆的镀锌钢免受腐蚀，使其即使在不涂漆的情况下也适合用于户外。
2. 更长的不涂漆保质期。与镀锌退火钢不同，镀锌钢可以在不涂漆的情况下长时间不生锈。
3. 成本更低。由于没有额外的退火步骤，镀锌钢生产和购买的成本通常更低。
4. 更好的涂层延展性。镀锌钢更容易弯曲、滚轧和压印，裂纹风险较小。
5. 明亮的金属光泽。镀锌钢看起来光滑且闪亮，通常可用于可见应用而无需涂漆。

镀锌钢与镀锌退火钢的缺点

与镀锌退火钢相比，镀锌钢的主要缺点为：

1. 降低的可涂漆性。未涂漆的锌表面更难涂漆或粉末涂层，需要额外的化学预处理，从而增加成本和工艺步骤。
2. 焊接性更具有挑战性。在电阻点焊中，镀锌涂层通常导致电极磨损增加和熔核形成不稳定，而镀锌退火涂层提供了更一致的焊接性。
3. 较低的耐磨性。镀锌钢的较软锌涂层提供的耐久性不如镀锌退火钢中的铁-锌金属间层，使镀锌钢不太适合高中摩擦或工具密集的应用，如制造汽车门的内板。

什么是镀锌退火钢？

镀锌退火钢是镀锌钢在镀锌后立即在炉中加热以促进扩散并形成铁-锌金属间相。这些金属间相提供了一个更硬的哑光表面和比单独镀锌更一致的电阻点焊性能。

镀锌退火钢是如何制成的？

镀锌退火钢是通过对热浸镀锌钢进行精确的热处理过程来制成的，这个过程中驱动铁和锌之间的受控扩散反应：

1. 在镀锌退火炉中重新加热镀锌钢

当镀锌钢上的锌层仍然是液体时，钢带被送入退火炉。在那里，它被加热到通常为 500°C 到 565°C 的温度以促进新锌层和基底中的铁之间的扩散，形成铁-锌金属间相。

2. 在线相位监测

我们与领先的全球钢铁制造商合作开发的在线 X 射线衍射 (XRD) 技术在钢带离开炉子的同时监控镀锌退火钢板的相位演变。

操作员无需等待数小时等待实验室返回结果即可立即查看钢带是否：

• 正在接近合金不足
• 趋向于过度合金化
• 显示出钢带宽度上的金属间相形成不一致

通过观察这些数据，操作员可以迅速调整如炉温、浴液化学成分或生产线速度等参数，以避免影响其余镀锌退火钢线圈的缺陷。

3. 提前检测和管理缺陷

通过在线 XRD，您可以获得有关涂层问题（例如层厚度的不一致性）的可操作警告，而这些问题通常只能在下游检测到。

结合使用 Empyrean XRD 进行详细的离线分析，您可以进行快速、数据驱动的根本原因分析，从而指导工艺调整——减少废料，最小化返工，并提高工艺可靠性，使得钢带在到达检测之前即已受到有效的质量控制。

4. 受控冷却

一旦建立了所需的金属间相，镀锌退火钢线圈将维持在高温一段短时间，然后逐渐冷却。最终的结果是一种不具有“闪光”效果的哑光灰色饰面不同于镀锌钢。

5. 最终质量保证

在线 XRD 结果通过实验室中的 Zetium XRF 和 Empyrean XRD 测量进行证明，它们共同确认了：

• 相位成分
• 涂层成分和厚度
• 整体表面均匀性

通过这种水平的工艺可视性，您可以自信地发货，并有数据证明涂层的一致性、OEM 合规性和对客户规格的遵从性。

镀锌退火钢的用途是什么？

镀锌退火钢通常用于表面光洁度、油漆附着性和机械强度为关键优先事项的应用中，例如：

1. 汽车应用，如车身面板、车门和底盘部件。
2. 家电和电子产品，如冰箱面板和洗衣机柜。
3. 建筑和建筑材料，如通风管道和金属家具组件。

镀锌退火钢与镀锌钢的优点

镀锌退火钢与镀锌钢的主要优点：

1. 改进的可涂漆性。镀锌退火钢板的合金化铁-锌哑光表面可与油漆和底漆牢固结合，而无需事先处理，这与镀锌钢不同。
2. 更稳定的点焊性能。镀锌退火钢在点焊过程中表现出更稳定的电极行为，并且产生的锌烟雾更少——这是对汽车应用的重要益处。
3. 更硬的表面。退火工艺创造的合金化使镀锌退火钢在冲压、滚压成型和处理过程中更耐磨。
4. 稳定的表面特性。受控的扩散给镀锌退火钢提供了可预测的机械和表面特性，使其具有更可重复的成型行为。

镀锌退火钢与镀锌钢的缺点

镀锌退火钢与镀锌钢的主要缺点：

1. 未涂漆时的较低耐腐蚀性。镀锌退火钢的薄锌层在未涂漆的情况下，相较于镀锌钢不太适合于恶劣的户外环境。
2. 严重成型时的粉化风险更高。虽然铁-锌合金层比镀锌钢的表面更硬，但灵活性较差，这在钢材被弯曲或深度成型时可能导致开裂或剥落。可以通过仔细控制炉温和相位形成来抵御这些风险。
3. 更高的成本。由于额外的退火步骤，镀锌退火钢比单独镀锌增加了更多的能源、加工和维护成本。

镀锌退火钢与镀锌钢的区别总结

那么，镀锌退火钢与镀锌钢有什么区别呢？以下是我们的总体总结。

通过先进的分析提升镀锌退火与镀锌钢工艺

钢铁制造商无法等待下游分析来找出镀锌或镀锌退火钢产品中的缺陷。

采用 XRF 和 XRD 技术的早期检测有助于进行数据驱动的工艺调整，以防止废料、返工和运输拒收。

要了解如何将高吞吐量 XRF 光谱分析纳入您的钢铁生产工艺，阅读更多关于 Axios FAST 的信息。

或发现用我们的在线 XRD 仪器在您的镀锌退火钢生产中实现实时工艺控制的秘密。

延伸阅读：

• 如何在不经过数月方法开发的情况下实现 XRF 最高精度——采矿公司成功案例
• 镀锌钢与镀锌退火钢：有什么区别？
• 热轧钢与冷轧钢：有什么区别？
• 使用先进分析技术的6种贵金属分析方法
• 优化 XRD 通量的 Aeris 大容量样品更换器：来自我们网络研讨会的重要见解