覆铝锌板及切口防锈处理介绍
1．覆铝锌板概况
覆铝锌钢板是BIEC International Inc.公司的世界专利的一种。从1972年进入实用阶段以来，全球已有22个国家31个钢厂从BIEC International公司得到生产技术和许可，在生产覆铝锌钢板，目前，全
球的年产量为300万吨左右，覆铝锌钢板全球累计产量已达到2,400万吨。镀铝锌钢板的铝锌合金镀层是由55%铝、43.4%锌与1.6%硅在600℃高温下固化而组成，其整个结构由铝－锌－硅－铁，形成致密的四元结晶体，从而形成一层强有效防止腐蚀因子透穿的屏障。因此，具有优良的耐腐蚀性。镀铝锌钢板表面呈特有的光滑、平坦和细致的星花，基色为银白色。
2.材料特点： 1）耐腐蚀性：
覆铝锌板具有很强的耐腐性，正常使用寿命可达25年，比镀锌板长3-6倍，与不锈钢相当。覆铝锌板的耐腐蚀性来自铝的障碍层保护功能，和锌的牺牲性保护功能。当锌在切边、刮痕及镀层擦伤部分作牺牲保护时，铝便形成不能溶解的氧化物层，发挥屏障保护功能。镀铝锌合金钢卷已在各种不同的大气环境中，进行了20多年的室外曝露试验，证实镀55%铝锌钢板的切边保护功能，比镀锌钢板及镀5%铝锌钢板为佳。 2）耐热性
覆铝锌板具有有高度的热反射率，适合作为屋顶材料，镀铝锌合金钢板本身耐热性也很好，可用于达315度的高温环境。 3）再涂性（漆膜附着性）
覆铝锌板能与漆膜保持良好的附着力，无需进行特殊的前处理，即可直接喷漆或喷粉。
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4）涂装后耐蚀性
覆铝锌板本身经局部涂装烘烤后，未喷涂部分耐蚀性下降很少。性能大大优于电镀彩锌和电镀锌板及热镀锌板。 5）切边保护性
镀铝锌钢板的切口断面部分初期会产生红斑。但随后切口断面周围的镀层成分开始发生化学反应，形成以氢氧化锌、碱性氯化锌等为主要成分的致密的保护膜，该保护膜导电性较弱，可以抑制切口断面部分的腐蚀反应，镀层中所含的硅还有促进上述保护膜形成的作用。由于镀铝锌钢板的保护膜所特有的防腐蚀功能对于修补部分也起作用，若在切口断面部分涂上富锌涂料修补或采用其它防锈材料保护，并且工艺成熟，镀铝锌钢板将显示出更强的耐腐蚀性能和更广阔的应用范围。
6）可加工性（剪切、冲压、点焊、缝焊）
镀铝锌钢板具有良好的加工性能，可以进行冲压、剪切、焊接等，镀层具有优良的附着力和耐冲击性。 7）导电性
覆铝锌板表面经过特殊的涂蜡处理，材料导电性基本不受影响，完全可以满足电磁屏蔽的要求。
3．工艺流程
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4.覆铝锌层结构
覆铝锌层膜层结构是由55%铝、43.4%锌与1.6%硅组成，其中铝和锌组成富铝的树枝状组织相，富锌的共析物夹杂其中。腐蚀开始时，夹杂在富铝相骨架中的富锌相发挥阳极保护作用，优先被腐蚀，形成Zn（OH）2腐蚀物，其电导率很小，富铝相则抑制Zn（OH）
2向活性较强的
ZnO转变，阻止了氧的还原，减低了腐蚀速度。
5.切口情况
在覆铝锌板的切口处，由于覆铝锌板所含的铝一方面会形成致密的AL2O3薄膜，阻断了铝对钢的电偶活化作用，降低了腐蚀电位差。铝对腐蚀产物Zn（OH）2的抑制作用也增大了腐蚀电阻，减小了局部的腐蚀电流，因此，覆铝锌板切口的腐蚀扩散速度比热镀锌板要慢得多。
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在标准大气中，腐蚀6年后，镀铝钢板和热镀锌钢板都显示出很重的锈蚀，并且锈蚀蔓延得非常严重，而覆铝锌板仅出现局部锈斑，没有因锈斑扩善而引起的毛边粗糙和腐蚀物堆积。在不同的大气环境中，覆铝锌板都比热镀锌板耐腐蚀性提高2-6倍，尤其在工业气氛中，甚至可能提高8倍。
不同的气候环境中，两种材料的耐蚀性变化都非常大，但热镀锌层对恶劣环境的抵抗力更差，表现出了更明显的腐蚀速度变化。
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6.板材镀后处理过程
冷轧钢板表面浸镀铝锌合金镀层后需进行整平（以去除表面缺陷，提高平整度）、铬酸钝化（提高镀层耐腐蚀性）、涂蜡（油）（防止镀层损伤和提高润滑作用），最后表面再贴聚乙烯保护薄膜。最大限度减少运输和加工过程中对镀层的破坏。
7.切口防锈处理的必要性
覆铝锌板综合性能指标非常优良，但切口仍然会出现锈蚀成为其应用扩展的最大障碍，也是消费者和供应商都非常担心的问题，尽管，可以在设计时采用咬合、卷接、铆接、双层咬口接缝、垫接等减少切口直接裸露的办法，但仍有相当数量的切口无法非覆盖，如散热孔、内接边等，还有冲压、剪切时造成的镀层损伤，都需要重新进行保护。提高了切边的耐腐蚀性，才会使覆铝锌板成为一种真正成熟的产品。
8.切口防锈处理须满足因素
在对覆铝锌板切口进行防锈处理时，在进行切口防锈处理时，如果针对不需要后续进行喷涂（喷漆或喷粉），则仅需考虑：防锈性能、膜层性质和外观、附着力、导电性、工艺性、
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效率、环保、安全等因素即可，如果表面还要进行喷涂，则除了上述因素外，还需要考虑漆膜的附着力、喷涂后膜层的防锈性能变化、喷涂后的导电性等。
9.切口防锈处理尝试的方法 1）浸有机硅型防锈液
这类防锈液，主要依靠有机硅烷偶联剂（主要是含硫次烃基类的，如巯烃基烷氧基硅烷）与金属的化学鳌合作用，提高膜层的附着力，依靠硅烷另一端大分子在金属表面的密集排布构成致密的防水膜，阻挡腐蚀介质在金属表面的渗透和扩善，起到保护金属的作用。优点：防锈能力较强。缺点：单分子膜很薄，容易被破坏，保护作用降低。有一定的气味，工艺性稍差。
2）浸植酸型保护液
这类防锈液，主要依靠生物中提取的有机磷酸盐（植酸亦称肌醇六磷酸脂，分子式为
C6H18O24P6，分子量为660.4，无毒，是一种少见的金属多齿螯合剂）与金属形成致密的有
机磷化膜，提高膜层的附着力和耐腐蚀性。有机磷化膜中再填充一定的金属缓蚀剂，改变金属的腐蚀电位，降低腐蚀电偶的活性，提高金属抗腐蚀能力。优点：防锈能力较强。缺点：防护性能不是很稳定，有一定气味。 3）浸铝铬化剂
这类防锈液，主要依靠六价铬与铝和锌分别形成非晶态、凝胶状的钝化膜，提高镀层的防锈性能，由于六价铬钝化膜具有自修复作用，而且铬酸盐也能与切口处的铁形成转化膜，因此，这类防锈液具有较强的防锈性能。优点：防锈能力较强。缺点：六价铬属于严重污染物，不符合环保要求。 4）浸铝无铬钝化剂
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这类防锈液，主要依靠氧化锆、氧化铈、氟钛酸等稀土金属与铝合金形成转化膜，提高镀层的防腐能力，依靠氟化物提高膜层的附着力。优点：水性溶液、安全无毒。缺点：膜层不够致密，对铁的保护能力不强，防锈性能不够。 5）浸水性树脂钝化剂
这类防锈液，主要依靠水溶性丙烯酸树脂形成一层致密的树脂膜，隔绝腐蚀介质，同时加入一些缓蚀剂来抑制金属的活性，提高镀层的防锈性能。由于水溶性丙烯酸树脂很难形成均匀的、很薄的连续膜层，故膜层的致密程度不易控制，如果树脂浓度太高，则膜太厚，导致导电性会大大下降。膜层薄时，镀层耐腐蚀性能难以满足。优点：水性溶液、安全无毒。缺点：膜层耐腐蚀性不够。 6）浸双组分钝化剂
这类防锈液，主要依靠环保型磷化液与铁和锌生成薄层磷化膜，然后，浸第二组份依靠六价铬与铝形成铬化膜，第二组份中的水溶性树脂封闭底层的转化膜。由于水溶性树脂浓度较高，有机膜层较厚，与底层的转化膜一起起到协同防锈的作用，故防锈性能优良，但由于有机树脂成分较厚，故膜层的导电性变得很差。优点：耐腐蚀性优良。缺点：双组分，操作较繁琐，溶液有颜色，成膜后对产品外观有影响，膜层导电性不好。 7）浸镀层封孔防盐雾剂
这类防锈液，主要依靠有机导电蜡在一定溶剂中的强扩散性，分布到镀层的微观空隙中，起到封闭空隙，隔断腐蚀介质与底层金属的接触，它对镀层微孔封闭是有效的，客观上提高了镀层的耐腐蚀性，尤其对阴极性镀层来说，效果比较理想，对于覆铝锌板切口来说，由于底层金属裸露面积太大，这类保护在膜层较薄的情况下很难达到理想的防锈效果。优点：工艺性好，膜层无色，不影响产品外观，环保。缺点：耐腐蚀性不够。 8）浸气相缓蚀防锈剂
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这类防锈液，主要依靠溶液中的气相缓蚀剂（VCI，Vapor Corrosion Inhibitor的缩写）在金属表面成膜后起到防锈作用，VCI分子具有比空气高的气化性压力，在常温下，VCI分子气化成气体，在金属表面形成一层气体保护膜，将外界环境所有腐蚀媒介物质予以隔离，从而达到防锈的效果。优点：工艺简单，不影响导电性。缺点：防锈效果较差，适合作工序间防锈。 9）切口涂自干型银色漆
在切口表面直接涂上自干型银白色油漆，利用油漆的封闭作用隔断腐蚀介质起到保护作用。操作时可采用油漆笔直接在切口部位涂敷。优点：安全、方便、简单。缺点：防锈效果不理想，工作效率很低，小孔、狭缝部位不易涂到。 10）切口贴导电防腐胶带
将切口及周围贴上很薄的导电防腐胶带，胶带主要由涂导电胶的铝箔构成，胶带粘帖在切口周围，隔离了腐蚀介质，起到防锈作用。优点：防锈效果较好，工艺简单。缺点：效率极低，不能处理复杂切口，铝箔腐蚀后影响产品外观。
10.不同防锈处理方法的防锈效果对比
经防锈处理后的试验样板放在盐雾试验箱中，按GB/T 10125-1997规定的试验条件进行48小时连续试验后，进行外观检查。
覆铝锌板切口防锈处理效果对比表
序号 防锈处理方法 盐雾测试结果 备注说明 * *
1 有机硅防锈液 ——新永东203A 切口附近局部形成弥散的小黑点，说明处理液配方还需要完善。但对切口的防 24小时 锈是比较有效的。 48小时 2 植酸型保护液 ——汉特YH304 对切口有一定防锈作用，但不是非常理想。 48小时 3 铝铬化剂 ——汉高1200 对切口有很明显的防锈作用，但溶液含六价铬，不环保。 24小时 * *
48小时 4 铝无铬钝化剂 ——美坚NCP 对切口的保护作用还需要提高。 24小时 48小时 5 水性树脂钝化剂 ——日矿WATTO 对切口的保护作用体现的不太明显。 24小时 * *
48小时 6 双组分钝化剂 ——汉特YH303 耐蚀性非常好，切口得到了较好的保护，但由于防锈液为双组分且有颜色，影响 24小时 差是它的致命弱点。 产品外观，工艺性较 48小时 7 镀层封孔防盐雾剂 ——欧美加E-515 24小时 对切口的保护作用体现的并不明显。 * *
48小时 8 气相缓蚀防锈剂 歌德VCI-377 浓度较高时，缓蚀剂形成的半干膜会影响产品外观和耐污性。 48小时 9 涂自干型银色漆 ——三菱银油笔 仅在切口处涂银漆，虽然操作很简单方便，但效率太低，防锈效果也不理想。 24小时 48小时 * *
10 贴导电防腐胶带 ——中石伟业 手工贴胶带，效率非常低。铝箔胶带发黄。 48小时 11 未处理样板 ——韩国联合 原始样板不进行任何保护。切口边缘成片发黑。 24小时 48小时 12 190度烘烤后样板 ——韩国联合 样板在190度的烘箱里保温30分钟。模拟喷漆和喷粉的干燥固化过程。切口 24小时 边缘腐蚀明显加深。* *
腐蚀宽度也增加较多。 48小时
11.覆铝锌板与钢板电镀彩锌的综合对比 对比项目 外观 喷涂后耐蚀性 附着力 再涂性 导电性 工艺性 综合成本 综合效率 环保 安全 综合得分 覆铝锌板 覆铝锌板+切口防锈 4 3 5 5 4 4 4 5 4 4 42 4 4 5 5 3 4 3 4 4 4 40 热镀锌板+切口防锈 3 1 5 5 3 4 4 4 4 4 37 钢板电镀彩锌 3 1 5 5 4 4 4 2 1 3 32 12.防锈方案的综合评价
各防锈处理方案多因素综合得分表
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影响 防锈序 因素 性能 号 防锈方式 因素权重 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1防腐胶带 0 1有机硅2 1
各防锈方案综合得分排序
6 10 9 8 8 9 4 6 6 46.1 4 1 3 6 1 3 5 9 9 22.4 有机硅1 植酸型 铝铬化 无铬铬化 水性树脂 双组分 镀层封孔 气相缓蚀 银油漆笔 1 8 7 9 6 6 9 6 5 4 1 10 10 8 8 8 5 3 3 8 0.8 9 5 10 9 5 1 8 3 1 0.8 8 8 9 9 8 3 8 8 9 0.8 8 8 8 8 8 5 8 8 1 0.5 10 7 7 9 9 6 8 7 10 0.5 4 6 8 4 4 6 6 5 9 0.3 6 8 1 8 8 3 8 8 6 0.3 6 8 6 9 9 6 9 6 9 6 48.6 45.1 48.2 46.4 42.4 29.8 33.9 33.4 34.8 着力 性 作性 效率 涂层附导电可操工作外观 成本 环保 安全 得分 综合* *
100400803006020040200100防锈方案0CountPercentCum %有机硅1铝铬机植性油层相双腐有无水银镀气防48.648.246.446.145.142.434.833.933.429.822.411.311.210.810.710.59.88.17.97.76.95.211.322.533.243.954.464.272.380.187.994.8100.0铬化铬化硅2酸型树脂漆笔封孔缓蚀组分胶带PercentCount
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