汽車用高等級熱鍍鋅板摩擦黑斑缺陷的控制

魏應磊，畢玉梅

（武漢鋼鐵有限公司制造管理部，湖北 武漢430082）

近年來，國內外汽車廠家對高品質鋼板的需求愈來愈旺盛，中高檔轎車的外覆蓋件要求鋼板表面無任何影響涂漆電鍍的缺陷。同時隨著伴隨著汽車廠家工藝優化后，普遍將3C2B工藝更新到2C1B工藝，這對外觀件的質量提出了更高的要求，很多在原來能夠在三涂工藝下能夠覆蓋的色差類、細小類缺陷在兩涂工藝下無法遮蓋，對產品從煉鋼到用戶的全流程生產管理都提出更高要求。

1 摩擦黑斑的形貌特征

摩擦黑斑主要在熱鍍鋅板呈現黑斑狀缺陷，正光可見，無明顯手感，通常存在鋼卷外卷1~10卷，嚴重時占整個鋼卷的1/3，存規律性出現在鋼卷的兩側位置，如圖1所示。

圖1 典型摩擦黑斑圖

缺陷部位經過微觀組織分析，存在氧化物，黑斑處的成分與正常處的成分相似。但黑斑處的w[O]比正常處多，黑斑處的w[Zn]比正常處少了，因此可以判斷黑斑處發生了氧化反應。

對應在鋼卷位置有明顯指向性，對應于鋼卷的在運輸過程中的受力點，如圖2所示。

2 摩擦黑斑產生原因分析

2.1 運輸端

從黑斑的缺陷形貌看，產生的根本原因是鋼卷在運輸過程中出現了層間搓動，導致在受力點位置出現因摩擦產生的氧化黑斑問題。而導致出現層間搓動的原因和運輸過程的晃動有直接關聯，為驗證相關性，選擇鋼廠出庫相同的鋼卷進行汽車運輸，一車嚴格要求走高速且控制限速80 km/h，另外一輛不做要求，結果發現要求限速的汽運鋼卷摩擦黑斑有明顯減輕。

圖2 外觀對應圖

同時對運輸端的鋼卷綁扎進行了驗證，結果發現采用鋼卷與鋼卷之間、鋼卷與車體之間更有力的綁扎方式可有效減少摩擦黑斑，如圖3所示。

圖3 汽運綁扎圖

2.2 生產端

鋼卷的層間錯動除運輸端會造成外，熱鍍鋅卷相對于普通冷軋卷多了一層鋅層，其表面硬度相對于普冷板低，鋼卷本身是否卷取緊實，包裝材料厚度是否適應，鋼卷大小是否合適也有很大關系。通過對比客戶端摩擦黑斑的數據分析得出，卷徑越大，橫向力越大，鋼卷層間運動力增強，產生摩擦很大的概率越大，顏色越深風險越大，如圖4所示。

圖4 不同卷重、卷寬對應鋼卷直徑矩陣

3 摩擦黑斑的改善措施

3.1 運輸端

承運商做好裝車加固，盡量采用船運或火車運輸方式合理安排鋼卷生產和交貨時間，避免以運輸對表面質量要求高的鍍層產品以及冷軋汽車用鋼等產品，火車運輸和船運鋼卷在運輸過程中不易產生頻繁的能有效杜絕摩擦黑斑的產生[1]見圖5。

圖5 摩擦黑斑與鋼卷對應圖

選擇汽車運輸時，盡量選擇木托架與橡膠墊片結合的方式支撐鋼卷，增加鋼卷與托架間的受力面積，減少運輸中的晃動，同時應該做好鋼卷與鋼卷直接、鋼卷與車體之間的綁扎，減少相對摩擦產生的摩擦黑斑。全程高速試驗結果表明，對摩擦黑斑的改善效果非常明顯，大部分摩擦黑斑在3圈以內，平均切損量僅0.062 t，在用戶可接受的范圍內，運輸途中顛簸造成鋼卷位移是產生摩擦黑斑的主因，在1+3模式裝載的鋼卷，第一卷為單獨固定位移大時也會產生摩擦黑斑，基本無位移的鋼卷不管是單獨固定還是與其他鋼卷一起固定，摩擦黑斑的都在外圈3圈以內。

3.2 生產端

生產端主要需要做好兩個方面工作：需要優化鋼卷的卷取張力，確保鋼卷卷取緊實，避免出現散卷、溢出邊、層間縫隙等問題；需要對于不同的運輸方式，選擇不同的包裝方式，特別是防撞紙板的厚度。

4 結語

通過對本案例的分析，熱鍍鋅鋼卷上的摩擦黑斑是由于鋼卷在運輸過程的搖晃，導致層間搓動而產生，該問題的解決需要在生產端和運輸端同時開展工作消除。