现代热浸镀技术表面粗糙度

表面粗糙度对热浸镀锌层的形成有明显的影响，钢基体表面的凹凸会使铁锌合金层的生长形态发生变化。不含硅钢凹凸表面的热浸镀锌镀层生长形态如图2-15所示。在凸起处，刚形成的ζ晶体相分离，使液态锌可穿透到ζ/δ界面附近，支持ζ相连续快速生长而形成迸发状晶粒。在凹陷处，由于生长受扩散控制，可得到紧密稳定的结构。

在粗糙表面的凹陷处形成稳定结构，可能是由于体积收缩的结果，产生足够的压应力使铁锌合金相层稳定。稳定层一旦形成，无论产生稳定性的原因是否存在，稳定性都会保持下来。此外，在表面凹陷处具有支持富铁层形成的条件。由于提供了大面积的表面供体积收缩的合金层生长，使反应所需的铁供应充足，而同时锌的供应却由于锌难以进入凹陷处而减少。在这些位置，经常发现厚的Γ层。

F.Petter等研究了钢材硅含量、表面粗糙度的综合影响。将不同硅含量的钢板分别用粗金刚砂、细金刚砂、玻璃微珠进行喷砂处理，以及用酸洗的方法进行处理，得到了从粗到细不同的表面粗糙度。图2-16所示为不同表面粗糙度钢材硅含量与热浸镀锌层厚度的关系。试验结果表明，用粗金刚砂处理的钢在不同的硅含量范围都生成了厚镀层，这种表面相对较粗糙的钢在凸起处生成了迸发状ζ相结构，而在凹陷处形成紧密结构。而经酸洗和玻璃微珠处理的钢在硅含量w_Si为0.08%～0.12%时形成典型的须状结构。细金刚砂处理w_Si为0.08%的钢时，镀层厚度降低，形成了紧密的连续δ层和平坦的ζ/δ界面，但处理w_Si为0.12%的钢时，镀层厚度却急剧增加。这是因为在w_Si为0.08%的钢中，镀层稳定的机制是富铁层的形成，当硅含量w_Si增加到0.12%时，不再形成稳定的Γ层。这种转变可能是在生成稳定富铁层时，系统随硅含量的少量增加而失稳的结果。

图2-15 钢材凹凸表面的热浸镀锌层生长形态(www.xing528.com)

图2-16 不同表面粗糙度钢材硅含量与热浸镀锌层厚度的关系

上述结果表明，细金刚砂与玻璃微珠处理钢的表面粗糙度虽然相近，但是由于形貌不同，最终得到的镀层的稳定性差别很大。因此，不能简单地将表面粗糙度用于评价是否产生活性镀层结构的参数。