耐高溫涂層板

　　涂層鋼板又稱鍍層鋼板。在具有良好深沖性能的低碳鋼板表面涂覆Sn，Zn，Al，Cr，Pb-Sn合金，有機涂料和塑料等的制品的統(tǒng)稱。常用的涂(鍍)層鋼板包括鍍錫薄板，無錫鋼板，鍍鋅鋼板，鍍鋁鋼板，鍍鉛-錫合金鋼板和有機涂層鋼板等。

　　產(chǎn)品簡介

　　涂層鋼板是指在具有良好深沖性能的低碳鋼板表面涂覆錫、鋅、鋁、鉻、鉛-錫合金、有機涂料和塑料等的制品。常用的涂層鋼板有以下幾種。

　　鍍錫薄板

　　產(chǎn)品特點

　　在厚度0.1～0.32mm的鋼板表面鍍純錫的制品。鍍錫薄板表面光亮，耐腐蝕，有深沖成型的潤滑性，錫焊性良好，能進行精美的印刷和涂飾，廣泛用于食品罐頭工業(yè)和制作輕便

　　耐蝕器皿。14世紀(jì)，歐洲出現(xiàn)手工鍍錫板。1730年英國首先實現(xiàn)了熱鍍錫鋼板的工業(yè)生產(chǎn)。1934年德國開始進行電鍍錫板的工業(yè)生產(chǎn)試驗。1937年美國建成第一條帶鋼連續(xù)電鍍錫作業(yè)線。1962年中國開始生產(chǎn)熱鍍錫板，1972年開始生產(chǎn)電鍍錫板。1979年中國第一條大型連續(xù)快速電鍍錫作業(yè)線在武漢投產(chǎn)。鍍錫薄板在中國長期稱為“馬口鐵”。1973年在中國鍍錫薄板會議上正式改稱現(xiàn)名。生產(chǎn)方法有熱鍍和電鍍兩種： [1]

　　熱鍍

　　有連續(xù)鍍和單張鍍兩種方式。經(jīng)過脫脂、退火和平整的冷軋板,酸洗凈化后,通過ZnCl2和NH4Cl組成的熔劑，再通過熔融的錫鍋，制成熱鍍錫板。

　　電鍍

　　全采用連續(xù)鍍方式，按所用鍍液成分分為堿性法和酸性法。①堿性法,鍍液的主要成分為錫酸鈉,已較少應(yīng)用。②酸性法，為電鍍錫的主要方法。有硫酸亞錫型又稱弗洛斯坦(Ferostan)型、鹵素型和硼氟酸亞錫型三種，以硫酸亞錫型應(yīng)用最多。這種工藝在鍍槽內(nèi)以錫棒作陽極,帶鋼為陰極。錫陽極溶解成Sn2+進入鍍液中，Sn2+在陰極還原成金屬錫,沉積在帶鋼表面。電鍍的錫層需加熱到錫的熔點(231.9℃)以上,使其軟熔以達到鍍層結(jié)構(gòu)致密，表面光亮。最后經(jīng)以鉻酸為主的溶液鈍化處理，并涂油。 　電鍍錫生產(chǎn)效率高，成本低，鍍層薄而均勻，質(zhì)量穩(wěn)定。鍍層有不同的厚度(通常有 5.6、11.2、16.8和22.4g/m2四種厚度)，有單面鍍或雙面鍍，可根據(jù)不同用途生產(chǎn)。因此，電鍍錫法幾乎全部取代了熱鍍錫法。 　無錫鋼板(tin-free steel) 它的表面鍍膜的下層是金屬鉻，上層是鉻的水合氧化物。鍍膜結(jié)構(gòu)見圖;這種鋼板生產(chǎn)成本低，可代替鍍錫薄板，多用作啤灑、碳酸飲料等的罐頭包裝材料。1953年美國用浸漬鉻酸處理法制成名為 “Hinac”的無錫鋼板和用電解鉻酸鹽-磷酸鹽處理法制成名為“TFS-210”的無錫鋼板。1961～1966年日本研制成Hitop、Can Super、Super Coat等鉻型無錫鋼板，從此開始生產(chǎn)多種無錫鋼板。1967年美國研究成在電鍍錫作業(yè)線上生產(chǎn)鉻型無錫鋼板。

　　無錫鋼板的前處理工序和裝置與電鍍錫完全相同。電解鉻酸鹽處理作業(yè)線有一步法和二步法(又稱一液方式和二液方式)。一步法是帶鋼通過含CrO3·H2SO4和氟化物的電解液，析出金屬鉻和鉻的水合氧化物;二步法是帶鋼鍍鉻后，再重新通過鉻酸處理，析出鉻的水合氧化物。

　　鍍鋅鋼板

　　發(fā)展歷史

　　鍍鋅是一種經(jīng)濟而有效的防止鋼材腐蝕的方法,鍍鋅鋼板厚度一般為0.35～3mm。英文“galvanizing”意指鍍鋅層可對鋼板有電化學(xué)保護作用。1742年法國人梅洛曼 (Melomin) 研究熱鍍鋅法取得成功。1836年法國人索雷爾 (Sorel)將熱鍍鋅方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。 1837年英國人格勞福德 (H. W.Grawford)取得熔劑法熱鍍鋅專利。1935年美國人森吉米爾 (T.Sendzimir)提出用保護氣體還原法進行帶鋼連續(xù)熱鍍鋅，通稱“森吉米爾法”。1937年美國建成第一條森吉米爾法連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線。中國于40年代在鞍山開始生產(chǎn)熱鍍鋅板，1979年在武漢建成第一條帶鋼連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線。

　　熱鍍法

　　薄板鍍鋅有熱鍍法和電鍍法兩種。熱鍍的鋅層厚度一般為60～300g/m2(單面),用于要求抗蝕性較強的部件。電鍍的鋅層為10～50g/m2(單面)，多用于涂漆部件或?qū)δ臀g性要求不高的不涂漆部件。 　熱鍍法 按前處理方式分熔劑法和保護氣體還原法。熔劑法是把經(jīng)過退火處理的鋼板酸洗，清除表面的氧化物，再通過含有ZnCl2和NH4Cl的熔劑槽，然后進入熔融的鋅槽鍍鋅。保護氣體還原法廣泛用于帶鋼連續(xù)熱鍍鋅。帶鋼先通過火焰加熱的預(yù)熱爐，燒掉表面殘油，同時在表面生成氧化鐵膜;再進入含有H2、N2混合氣體的還原退火爐加熱到710～920℃，使氧化鐵膜還原成海綿鐵。表面凈化和活化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進入450～460℃的鋅鍋，利用氣刀控制鋅層厚度。最后經(jīng)鉻酸鹽溶液鈍化處理，以提高耐白銹性。

　　電鍍法

　　按所用鍍液分堿性法和酸性法。堿性法的鍍液價格高，污染環(huán)境，生產(chǎn)效率低，鍍層質(zhì)量差，實際上已不采用。酸性法的鍍液的主要組成為ZnSO4·7H2O、NH4Cl和Al2(SO4)3·18H2O等。以純鋅為陽極，帶鋼為陰極，在電流作用下，鋅陽極板被溶解成Zn2+進入鍍液，而Zn2+在陰極被還原成金屬鋅沉積在帶鋼表面。鍍層經(jīng)磷酸鹽和鉻酸鹽混合溶液處理，可提高涂飾性，電鍍鋅鋼板的表面光亮平滑，過去主要用于汽車工業(yè)。近年來應(yīng)用范圍擴大到電器工業(yè)及其他方面，促進了電鍍鋅板工業(yè)的發(fā)展。70年代還發(fā)展出單面鍍鋅板。

　　鍍鋁鋼板

　　(aluminium coated sheets) 鍍純鋁或含硅5～10%的鋁合金的鋼板能抗SO2、H2S和NO2等氣體的腐蝕，抗氧化性和熱反射性也很好。多用于制造汽車排氣系統(tǒng)、加熱爐的部件和用作建筑材料等。

　　工業(yè)生產(chǎn)鍍鋁鋼板有熱鍍法和電泳法兩種。1930年美國首先采用熱鍍鋁工藝，生產(chǎn)鍍鋁鋼板，其工藝同森吉米爾熱鍍鋅法基本相似。由于鋁的化學(xué)活性大，熔點(660℃)高于鋅(419.45℃)，因而使操作溫度增高,工序復(fù)雜。熱鍍鋁時，槽溫保持在670～710℃，這時鐵與鋁迅速反應(yīng)生成浮渣，所以需用鑲有陶瓷襯里的容器，而不可用鐵鍋熔鋁。熔融鋁和鋼基接觸很快形成Fe-Al系金屬化合物。合金層性脆，影響塑性加工的成形性，所以多在鋁鍋中加入約 5～10%的硅，以減小合金層厚度。普通的熱鍍鋁板按添加硅的Ⅰ型板和不加硅的Ⅱ型板兩種鍍層成分生產(chǎn)。鍍層厚度為70～150g/m2。 　1962年英國研究電泳鍍鋁法取得成功，并建成第一條帶鋼連續(xù)電泳鍍鋁生產(chǎn)工藝作業(yè)線。此法是將鋁粉用電泳方法均勻地涂覆在帶鋼表面，然后經(jīng)過小變形量的軋制，使鋁粉之間、鋁粉和鋼基之間緊密地結(jié)合，再經(jīng)500～700℃燒結(jié)處理，在表面形成無孔隙的純鋁層。由于熱處理的時間短，所以生成的合金層極薄，改善了塑性加工的成形性。 　70年代世界上鍍鋁鋼板主要還是用熱鍍法生產(chǎn)，因為此法比較經(jīng)濟。為了提高鍍鋁板的耐蝕性和耐熱性，美國近年研究生產(chǎn)Al-Zn-Si合金鍍層鋼板和Al-Ti合金鍍層鋼板。后者的耐熱性相當(dāng)409型不銹鋼。 　鍍鉛-錫合金鋼板(terne coated sheets) 主要是指鍍有含錫5～20%的鉛-錫合金鍍層的鋼板。這種鋼板具有優(yōu)越的耐蝕性，特別是能抗石油制品的腐蝕，還有深沖成形的潤滑性、可焊性等，廣泛用于制作汽車油箱、電視機底盤等。“terne”一詞來自法語,意為“暗的”，這是相對于鍍錫鋼板有光亮的外觀而言。1830年美國首先生產(chǎn)鉛-錫合金涂層鋼板。1844年英國生產(chǎn)熱鍍鉛-錫合金鋼板。1973年聯(lián)邦德國建成第一條帶鋼連續(xù)電鍍鉛-錫合金作業(yè)線。1963～1964年中國在鞍山開始生產(chǎn)熱鍍鉛-錫合金鋼板。 　鉛-錫合金涂層鋼板生產(chǎn)方法有熱鍍法和電鍍法。前者與熱鍍錫法十分相似,但鍍液用添加5～20%錫的鉛熔液,溫度保持320～360℃。帶鋼連續(xù)電鍍鉛-錫合金使用含有特殊添加劑的金屬濃度很高(含Pb90%和Sn10%的合金)的硼氟酸鍍液，經(jīng)電解，金屬沉積在鋼板上。 　熱鍍鉛-錫合金層的厚度一般為60～250g/m2,而電鍍的厚度則有28、55和82g/m2三種。美國對鉛-錫合金鋼板使用長鉛-錫合金鋼材(long terne)和短鉛-錫合金鋼板 (short terne)的名稱。前者主要是指鋼板厚度在0.3～2.0mm之間的,后者指鋼板厚度在0.3mm以下的。 　有機涂層鋼板(organic coated steel sheets) 以有機涂料或塑料膜涂覆在冷軋帶鋼、熱鍍鋅帶鋼、電鍍鋅帶鋼或鍍鋁帶鋼上，主要是涂覆在熱鍍鋅和電鍍鋅鋼板上。有機涂層不僅具有保護金屬板和延長使用壽命的作用，而且可以制成各種彩色花紋，使鋼板具有美麗的外觀，所以也有“彩色鋼板”之稱。廣泛用作建筑材料、汽車制造、電器工業(yè)和電冰箱、洗衣機等輕工業(yè)制品的原材料。有機涂層鋼板約在1927年創(chuàng)始于美國,并于1936年建成有機涂層帶鋼生產(chǎn)線。50年代初期傳到歐洲和日本。1963年中國用熱軋板在上海開始生產(chǎn)塑料膜層壓鋼板。 　有機涂層鋼板生產(chǎn)工藝有輥涂法和層壓法兩種。涂覆前的帶鋼先經(jīng)清洗，再根據(jù)原板種類選用磷酸鐵溶液、磷酸鋅溶液或以磷酸鹽和鉻酸鹽混合溶液進行表面處理，在基材表面形成易于涂飾的底層。層壓法是將前述處理后的鋼板或帶鋼用粘結(jié)劑和塑料膜熱壓粘結(jié)而成。輥涂法是將有機涂料調(diào)配成漿液，經(jīng)涂料輥涂覆于板帶表面。涂覆后的板帶進入烘烤爐,加熱到260℃,使溶劑揮發(fā),涂層固化，一般采用二次涂覆和二次烘烤的工藝。有機涂層板用的涂料品種很多，主要為醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氯乙烯和聚氟乙烯等。

　　彩色涂層鋼板

　　彩色涂層鋼板是用鍍鋅鋼板或冷軋鋼板為基體，經(jīng)表面處理后涂以各種保護、裝飾涂層的一種復(fù)合金屬板材，又稱“彩色有機涂層鋼板”。彩色涂層鋼板由內(nèi)至外的結(jié)構(gòu)層為冷軋板、鍍鋅層、化學(xué)轉(zhuǎn)化層、初涂層(底漆)、精涂層(正、背面漆)。這種板材表面色彩新穎、附著力強、抗銹蝕性和裝飾性好，并且加工性能好，可進行剪切、彎曲、鉆孔、鉚接、卷邊等。常用的涂層分為無機涂層、有機涂層和復(fù)合涂層三大類。

　　彩色涂層鋼板主要用作建筑外墻護墻板，直接用它構(gòu)成墻體則需做隔熱層;此外，它還可以作屋面板、瓦楞板、防水防氣滲透板、耐腐蝕設(shè)備和構(gòu)件以及家具、汽車外殼、擋水板等。

　　性能

　　(1)耐污染性能。彩色涂層鋼板具有很強的耐污染性能，將番茄醬、口紅、咖啡飲料、食用油等涂抹在聚酯類涂層表面，放置24 h后，用洗滌液清洗烘干，其表面光澤、色彩無變化。

　　(2)耐高溫性能。彩色涂層鋼板在120℃烘箱中連續(xù)加熱90 h，涂層的光澤、顏色無明顯變化。

　　(3)耐低溫性能。彩色涂層鋼板在-54℃低溫下放置24 h，涂層彎曲、抗沖擊性能無明顯變化。

　　(4)耐沸水性能。各類涂層產(chǎn)品試樣在沸水中浸泡60 min后，表面的光澤和顏色無任何變化，也不出現(xiàn)起泡、軟化、膨脹等現(xiàn)象。

　　分類

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，彩色涂層鋼板大致可分為以下幾種。

　　(1)涂裝鋼板

　　涂裝鋼板是用鍍鋅鋼板作為基底，在其正面背面都進行涂裝，以保證其耐腐蝕性能。正面第一層為底漆，通常為環(huán)氧底漆，因為它與金屬的附著力強，背面也涂有環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂;第二層(面層)過去用醇酸樹脂，一般用聚酯類涂料或丙烯酸樹脂涂料。

　　(2)PVC鋼板

　　PVC鋼板有兩種類型，一種是用涂布糊狀PVC的方法生產(chǎn)的，稱為涂布PVC鋼板;另一種是將已成型和印花或壓花PVC膜貼在鋼板上，稱為貼膜PVC鋼板。

　　PVC層是熱塑性的，表面可以熱加工，如壓花可使表面質(zhì)感豐富，而且它還具有柔性，可以進行彎曲等二次加工，其耐腐蝕性能也比較好。

　　PVC表面層的缺點是容易老化。為改善這一缺點，現(xiàn)已生產(chǎn)出一種在PVC表面再復(fù)合丙烯酸樹脂的新型復(fù)合型PVC鋼板。

　　(3)隔熱涂裝鋼板

　　隔熱涂裝鋼板是在彩色涂層鋼板的背面貼上15～17mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料或硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，可用來提高涂層鋼板的隔熱隔聲性能。

　　(4)高耐久性涂層鋼板

　　根據(jù)氟塑料和丙烯酸樹脂耐老化性能好的特點，將高耐久性涂層鋼板用在鋼板表面涂層上，能使鋼板耐久性、耐蝕性能提高。

　　使用壽命

　　由于彩色涂層鋼板的用途和使用環(huán)境條件不同，所以影響其使用壽命的因素比較多。根據(jù)使用功能，彩色涂層鋼板的使用壽命可分為以下幾種：

　　(1)裝飾性使用壽命，指彩鋼板表面出現(xiàn)主體褪色、粉化、龜裂、涂層局部脫落等缺陷。對建筑物的形象和美觀造成影響，但尚未達到涂層大片失去保護作用的程度的使用時間。

　　(2)涂層翻修的使用壽命，指彩鋼板表面出現(xiàn)大部分脫層、銹斑等缺陷，造成基板進一步腐蝕的使用時間。

　　(3)極限使用壽命，指彩鋼板不經(jīng)翻修長期使用，直到出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕，已不能再使用的時間。

　　根據(jù)我國常用的彩板種類和正常使用的環(huán)境角度，建筑用彩色涂層鋼板的使用壽命大體上可為：

　　裝飾性使用壽命：8～12年;

　　翻修使用壽命：12～20年;

　　極限使用壽命：20年以上。