典型镀锌镀锡板材缺陷分析

苏月艳

（沙钢集团理化检测中心，江苏 张家港 215625）

热镀锌、锡板具有良好的耐蚀性和装饰性，被广泛应用于建筑、家电、汽车等领域。由于热镀锌、锡板生产流程长、各生产线的工艺和设备存在差异，难以避免表面缺陷的产生，需要钢厂对生产过程中出现的各种缺陷进行系统的研究和分类总结，不断补充和完善控制措施，提高产品的质量控制水平[1-2]。

本文利用（EVO MA18）扫描电镜、（AZtec）能谱分析仪对镀锌、锡薄板缺陷进行系统性分析，区分缺陷类型，为解决实际生产问题提供有效理论依据。

1 实验方法

在板材缺陷处截取适当大小的样品，采用超声波清洗仪去除样品表面油污等附着物，用盐酸试剂清除表面涂层，喷洒无水乙醇，用吹风机快速吹干样品表面，样品制备完成。利用钨丝扫描电镜（EV0 MA18）观察板材缺陷的微观形貌，利用能谱分析仪(AZtec)对缺陷处进行成分分析。

2 检验结果

2.1 镀锌板表面白条缺陷分析

2.1.1 宏观特征

该缺陷在镀锌成品卷的上下表面均有出现，沿轧向断续随机分布，频闪仪下明显可见，常光下侧光可见，笔直线状，呈白色；脱去锌层后基板表面对应处可见灰黑色细线（图1—2），图片圆形区域内为退锌后的缺陷处形貌。

图1 宏观缺陷形貌（1）

2.1.2 微观分析

缺陷区域内聚集着沿轧向分布并嵌入基体的小颗粒（单个尺寸10～20μm）（图3），能谱分析成分为氧化铝颗粒（表1）。

表1 氧化铝夹杂成分表

图2 宏观缺陷形貌（2）

图3 夹杂能谱形貌

2.2 镀锡板针孔缺陷分析

2.2.1 宏观特征针孔状缺陷的宏观特征为无规律随机分布在整个板面，针孔细小，肉眼观察不清晰（图4）。

图4 针孔型缺陷

2.2.2 微观分析

夹杂引起的针孔：能谱分析夹杂主要成分为Al、Ca、O（表2、图5）。

图5 针孔型孔洞

表2 针孔形孔洞夹杂成分表

2.3 镀锌板异物压入形孔洞缺陷分析

2.3.1 宏观特征

压入物随机出现在板宽不同位置，呈条带状短距离分布（图6）。

图6 异物压入形孔洞

2.3.2 微观分析

能谱分析压入的颗粒物仅含Fe、C元素，无异常成分。压入颗粒金相组织较正常处金相组织明显细小（图7—8、表3）。

表3 压入颗粒成分表

图7 压入物金相

图8 压入物电镜形貌

2.4 镀锡板串状孔洞缺陷分析

2.4.1 宏观特征

孔洞呈串沿轧制方向成条带状分布，大小不一，孔洞处无起皮（如图9—10）。

图9 串状孔洞（1）

2.4.2 微观分析

由夹杂引起的串状孔洞微观孔洞处存在较多小疤块，无起皮形貌，上下表面孔洞尺寸大小基本一致。夹杂主要成分：Cr、Ni、Ti、O、Co、W（图11—12、表4—5）。

表4 串状孔洞夹杂成分表（1）

图11 串状孔洞（3）

2.5 镀锌板翘皮形孔洞缺陷分析

2.5.1 宏观特征

孔洞处单面起皮，沿轧制方向纵向延伸，剥离表面起皮能清晰观察到隔层处灰色氧化物（图13）。

图10 串状孔洞（2）

图12 孔洞处夹杂

表5 串状孔洞夹杂成分表（2）

图13 起皮孔洞形貌

2.5.2 微观分析

翘皮形孔洞单面存在起皮分层形貌，孔洞存在于起皮缺陷处，上下表面孔洞尺寸基本一致，能谱分析有氧化铁皮（图14、表6）。

表6 起皮处成分表

图14 起皮处组织

3 分析与讨论

（1）由试验结果可以分辨镀锌、锡板材的缺陷主要类型有：①样品表面存在夹杂导致的镀锌板表面白条缺陷。②样品表面存在夹杂导致的镀锡板表面针孔缺陷。③异物压入导致的镀锌板表面孔洞缺陷。④夹杂引起的小疤块导致的镀锡板表面串状孔洞缺陷。⑤表面翘皮型孔洞缺陷。

（2）镀锌板生产工艺追溯。白条缺陷判次卷出自1#机白班开浇的浇次，该浇次共生产11炉，存在异常如下：①2个流均存在换水口频繁的情况，1流相比2流更严重，反映出钢水洁净度差、夹杂多。②RH到站温度偏低，平均到站温度1 593℃，每炉吹氧升温，对钢水洁净度不利。③转炉出钢渣面脱氧剂加入量不规范，不利于顶渣氧化性持续控制在低水平，导致钢水一定程度的二次氧化。

4 结论及措施

（1）利用扫描电镜及能谱分析仪进行镀锌、锡板的表面缺陷分析，清晰分辨缺陷的形貌特征，区分缺陷主要为5种类型：白条缺陷、针孔缺陷、异物压入导致的孔洞缺陷、夹杂小疤块导致的孔洞缺陷和表面翘皮导致的孔洞缺陷。

（2）通过优化精炼工艺，提高钢水的洁净度，减少钢液中夹杂物的数量，从而有效控制由夹杂物产生的镀锌、锡板表面白条、针孔、孔洞缺陷。

（3）优化轧制工艺，改善轧制润滑状态，控制锌灰和锌渣的产生并及时清除，增加轧辊表面质量的检查频次，从而改善由异物压入、表面翘皮导致的孔洞缺陷。