青岛热镀锌  汽车用新型热镀锌润滑钢板

　1 前言

　　合金化热镀锌钢板（GA钢板）是将钢板浸入约460℃的熔融锌液中镀锌，然后再加热进行合金化处理制成的钢板，钢板表层是含有10%左右Fe的Fe-Zn合金镀层。

　　GA钢板在20世纪80年代后半期开始用作汽车防锈钢板。当时，为了提高阳离子电积涂装性和冲压性，在GA钢板表面增加一层Fe-Zn电镀层成为双镀层型GA钢板。

　　随着涂装技术的进步，不再需要双镀层型GA钢板。在20世纪90年代后半期出现了改善冲压性能的GA润滑钢板，并用于汽车制造。进入21世纪，不仅是汽车本身的性能，而且环境（轻量化、无环境负荷物质排放）、效率、全球化制造等都成为汽车的关键词。汽车制造厂迫切希望开发出“环境友好、更加易于使用的GA钢板”。

　　在这种情况下，JFE钢铁公司开发出具有良好冲压成型性、焊接性（无飞溅）、化成处理性和全球化制造性的新型高性能汽车钢板，并且已经实用化。该钢板的商品名是JAZ（JFE Advanced Zinc），目前已在日本国内各汽车制造厂使用。JAZ于2009年获得第56届大河内纪念奖。本文对JAZ的设计思想和产品特性进行简要介绍。

　　2 开发内容

　　(1)  高性能汽车钢板**具备的特性

　　汽车制造的工艺流程可分解为，钢板冲压成型-焊接.车体组装-涂装-设备安装.*终组装等环节。在制造过程中对高性能汽车钢板的特性要求：

　　冲压时不能发生冲压裂纹等缺陷，并使形状复杂的冲压部件形状稳定化。

　　②  点焊时焊接飞溅粒子不能粘附在钢板表面（抗飞溅粘附）。

　　③  涂漆底层的化成处理晶粒均匀，阳离子电积涂漆后外观美丽。

　　1）冲压成型性

　　在冲压成型过程中，冲压材料（钢板）投料后用压板对钢板料施加防皱压力，然后用冲头冲入，形成要求的形状。在冲头冲入时，通过对材料自身变形和材料从压板流入模具内的控制，获得设计形状和尺寸的冲压件。如果材料和模具之间的摩擦系数大，就容易产生冲压裂纹。因此，降低GA钢板表面的摩擦系数对于稳定冲压成型性是十分重要的。

　　2）点焊性

　　在汽车制造过程中使用*多的电阻点焊法是用两个水冷电极对夹紧的钢板通电，利用产生的焦耳热在钢板之间形成熔融区（熔核）将钢板焊接。一辆汽车车体要进行3000点~6000点之多的点焊。在实际的点焊操作中，为使焊接点充分熔融，常常增加焊接电流。在这种情况下，会发生焊接飞溅，在钢板表面附着直径1mm以下的熔融铁粒子，一般将这种现象称为飞溅粘附。汽车外板的飞溅粘附严重影响涂漆后的外观。

　　3）涂装性（化成处理性）

　　在涂装时首先要对底层进行化成处理。化成处理是将GA钢板表面的Zn溶解，然后通过化学反应生成约为10μm大的致密的磷酸锌晶粒。化成处理后进行阳离子电积涂装，涂料深入到针状的磷酸锌晶粒之间，由于锚固效果使涂层具有附着性。因此，对于汽车用钢板，化成处理皮膜**均匀形成。

　　(2)  表面改质技术的开发

　　一般来说，GA钢板的冲压成型性不仅受钢板的力学性能（伸长率、r值、n值等）和冲压时使用的润滑油的影响，镀层表面的滑动性也是冲压成型性的一个决定性因素。目前GA钢板保证冲压成型性的主流思路是，通过加热合金化来控制镀层的相结构以及附着润滑皮膜，而JAZ采用的是对镀层的*表层进行改质的方法。这种方法概括起来有以下两点。

　　1）高熔点Zn系化合物

　　使钢板表面高熔点化是降低冲压模具与GA钢板的反应性，是抑制冲压件粘附的有效方法。这种方法对于抑制焊接飞溅粘附也是有效的。此外，将镀层内的Zn作为表层基体的思路也符合无环境负荷物质的观点。

　　2）独有的表面结构设计

　　冲压成型时发生断油会导致冲压故障，根据这一点，有效率保持润滑油是防止这类故障的有效措施。