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汽车电解板发展历史,看准商机在哪!

来源:admin(春厚钢铁整理发布)   时间:2021-11-03

电解板又称为电镀锌板,随着我国汽车保有量的增长,汽车的综合质量受到了人们的普遍关注,电镀锌板的质量也成为关注的重点。

汽车用镀锌板是汽车的重要原料之一,目前,市场上的镀锌板主要有热镀锌和电镀锌两种类型。从经济成本的角度来考虑.由于热镀锌板工艺在不断地完善和提高,大多经济型汽车主要采用热镀锌板;而由于电镀锌板材料具有良好的加工性,中、高档汽车还是主要采用电镀锌板.特别是由于一些车型和配件的限制,必须采用电镀锌板。

01汽车用镀锌板

1、镀锌板基本介绍

镀锌板顾名思义是在钢板表面镀一层薄而致密的锌金属层,防止钢板表面受到腐蚀,以达到延长钢板使用寿命目的,并且金属锌表面呈银白色,色泽美观而广受欢迎。

按镀锌板的生产工艺及深加工方法的不同.镀锌板主要分为热镀锌板和电镀锌板,前者主要是将薄钢板浸入锌槽中.使钢板表面粘附一层锌,将出槽后的热镀锌板加热至约500℃,使其表面产生一种锌和铁的合金薄膜:而后者是利于溶液电解的原理。先将Zn抖离子电解到溶液中,然后在钢板表面沉积.形成一层均匀而致密的锌金属或合金层。

根据镀锌板表面质量的情况,其又可分为单面镀锌板和双面差镀锌板,表面仅一面有镀锌层的钢板叫做单面镀锌板。如果在已经一面镀锌的钢板的另一面,也涂一层锌金属。由于其厚度的差异,称为双面差镀锌板。

2、电镀锌板特性及应用

电镀锌板由于具有优良的耐蚀性、深加工成型性、涂漆性和焊接性,以及良好的表面质量和综合力学性能而被广泛用于汽车和家电等领域。

随着我国汽车行业的迅猛发展。人们对汽车车身的耐蚀性的要求越来越高。其中电镀锌板作为汽车用产品,外观颜色呈银白色,且镀层厚度分布均匀,可观性强;相对于镀锌前的原钢板来说,电镀锌后的钢板不仅具有良好的耐腐蚀性,而且原板的加工性能和力学性能不会因为镀锌层而受到影响。

因此,汽车用电镀锌板作为高端钢材产品技术含量高、需求量大,汽车行业开始采用电镀锌钢板代替原钢板大量制造汽车面板。

3、电镀锌原理

电镀是利用电解的原理,通过金属离子的电解过程在产品表面沉积一层金属或合金层,以改变产品表面物理和化学性能,最终使得镀锌板具有耐磨性、装饰性和耐冲击性等,此外还能够根据具体产品的特殊要求而涂覆某种特定的镀层,如光能性和电磁性镀层等,这样可充分扩大电镀钢板的应用领域朗。

电镀锌是采用锌作为电镀金属,在溶液中电解出Zn,然后在钢板表面沉积,形成一层均匀而致密的锌金属层。与其他金属相比,锌属于一种两性金属,既易溶于酸,也能溶于碱,在溶液中更易电解出金属离子。

①电镀锌分类

目前,根据电镀溶液的种类可将电镀锌分为五大类,分别为:铵盐镀锌、碱性氰化物镀锌、无铵氯化物镀锌、碱性锌酸盐镀锌和硫酸盐镀锌。

碱性氰化物镀锌后产品表面色彩艳丽,特别适用于彩色镀锌:但是由于氰化物属于剧毒物质,在碱性氰化物镀锌的过程中对通风设备提出了更高的要求。环境保护的限制对无氰少氰电镀液提出了更高的要求。

碱性锌酸盐电镀液的pH值为12~13,该工艺是由碱性氰化物镀锌演变而来,也同样适合于彩色镀锌,其电镀层的晶格结构主要呈柱状,具有优良的耐蚀性。

采用铵盐作为电镀液时。电流利用率高,产品表面金属离子沉积速度快,得到的电镀层致密、光亮;但是由于铵盐电镀溶液对镀槽中的钢铁设备腐蚀严重、废水处理困难,铵盐镀锌迅速被无铵氯化物镀锌所取代。

采用无铵氯化物镀锌方法得到的电镀锌经钝化后,表面呈蓝白色,其表面与镀铬后颜色类似。硫酸盐镀锌是目前国内广泛采用的一种电镀方法,由于其电镀溶液成分简单、成本低,且性能稳定,对环境及电镀设备危害小;电镀过程可使用较高的电流.镀层沉积速度较快,因此特别适用于线材、型材等大体积零部件。

②汽车板电镀锌流程

汽车板的电镀锌过程主要是将汽车板浸泡于金属盐溶液中作为反应的阴极,而以纯锌板作为阳极,在发生反应过程中。阳极的锌板会逐渐发生溶解,而阴极上会沉积出均匀的金属锌镀层。以在氯化铵溶液中进行的镀锌为例,其电解液是由ZnC1和络合剂NI-hC1组成的混合液

电镀过程中需要的主要装置为电源、电解溶液、阴极和阳极。在电镀反应过程中,以镀件作为阴极,电解液中的金属离子会在电流作用下沉积于镀件的表面,从而形成致密均匀的镀层。

③电镀锌过程的影响因素

电镀工艺主要有预处理、电镀及镀后处理等过程,镀层的质量取决于材料的电镀过程,而电镀过程又受很多因素的影响,归纳如下:

(1)锌含量:锌块的锌纯度越高,其光亮范围越窄,汽车板就更易获得较厚的镀层,镀层中铁含量也会较低;当锌块的纯度太低时,其光亮范围会较宽,要达到规定的锌层厚度就需要更长的时间,这就会导致镀锌层中铁含量较高。

(2)氢氧化钠:氢氧化钠对反应具有双重影响,当其含量太高时,高温操作过程中易出现烧焦现象:而其含量过低时,溶液分散能力较差,这样会降低锌层的质量。

(3)铁含量:当铁含量太高时,镀层中的铁会相应较多,会导致产品钝化膜光亮度不足:而铁含量太低则会导致镀锌层中铁含量较低,降低汽车板的耐蚀性,且会导致汽车板表面偏橄榄色。

(4)光亮剂:现在使用较多的光亮剂由ZF一100A和ZF.100B混合组成,前者浓度太高会增强镀层的脆性.而太低会造成低电流区的镀层较为稀疏,出现钝化不均现象。

(5)温度:电镀过程中温度太高会导致溶液分散能力下降,镀层中铁含量升高,钝化不均匀;而反应温度过低时.高电流密度区会容易烧焦,镀层脆性较大且沉积速度较慢。

(6)阴极移动速度:电镀过程中必须保证阴极处于移动状态,如果移动速度太快,电镀过程中高电流密度区镀层会较粗糙:而移动速度太慢又可能产生气流,造成了材料镀层的不均。

02电镀锌板的发展

电镀锌起始于20世纪40年代。在1942年建成世界第一条电镀锌产线,当时的生产速度较低.仅为30m/min,而经多年的发展,现在已达到200m/min以上。随着国内汽车行业的迅猛发展,我国电镀锌板需求量不断增加,而对应的生产能力严重不足,电镀锌板主要依靠进口。

1、国内电镀锌生产线概况

近年来,我国国内新建了较多的汽车用热镀锌机组生产线,而电镀锌机组生产线较少。据统计.我国已建的电镀锌板生产线有:宝钢已建3条电镀锌生产线.年产能可达75万吨:河北华德钢板有限公司建1条电镀锌生产线,年产能可达20万吨:江阴长发耐指纹钢板有限公司建有1条电镀锌生产线,年产能可达l5万吨:武汉钢铁股份有限公司建有1条电镀锌生产线,年产能可达3O万吨。

此外,国内部分地区的钢铁企业也进行了投资,近期有可能增加新的电镀锌机组生产线嘲。目前我国建设的镀锌机组以热镀锌为主.而电镀锌板生产线相对有限,其生产能力严重不足,远远落后于我国的电镀锌板消费需求。根据汽车用镀锌板的实际需要,我国必须扩大电镀锌机组的建设。以满足国内电镀锌板的需求。

2、国内电镀锌板发展趋势

目前.我国汽车电镀锌板行业发展迅速。已研发出了超宽、超深冲电镀锌板,国外一流超深冲汽车用电镀锌板主要朝着高净、低碳、微合金等方面发展.其镀锌板最大宽度可达2080mm。我国汽车行业已大量使用高强度的电镀锌板,在保证安全的前提下,减低汽车自身质量,降低油耗,降低生产成本,成为汽车行业的研究热门,因此高强度汽车用电镀锌板的大规模使用已成为必然。

我国电镀生产线正在由之前的单一镀层向多种电镀的方向转型.在同一条电镀生产线上来生产Zn、Zn-Ni、Zn.Fe等不同产品已经成为现实。此外,汽车用电镀锌板表面处理技术发展迅速,材料的表面质量大幅提高,除了常规的产品外,无毒自愈性好的无铬钝化涂层、无铬耐指纹电镀板等优质材料都已经有成熟的产品在市场上销售。

03结语

我国汽车行业现处于高速发展,而且在之后的十年内还有较大的进步空间,我国汽车用镀锌板经过十多年的发展,其装备和技术都有了质的转变。随着人们对汽车要求的提高。国外市场对我国汽车行业的冲击不断加大,国内汽车用镀锌板必须进一步向高强、光洁、易涂镀等方向发展,这对我国钢铁行业的冶炼、浇铸、轧制和热处理等工艺都是巨大的挑战。

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