锌花

冶金工程术语

锌花通常指热镀锌板从锌锅拉出后，随着锌层冷却凝固后形成的晶粒的外观表现。锌花的尺寸大小、亮度和表面形貌取决于一系列因素，但主要与锌层成分和冷却方法有关。产生锌花的原理是设法降低锌液的凝固温度。

介绍

钢板的热浸镀层表面在凝固时均出现镀层金属的结晶花纹，这种结晶花纹对镀锌板尤为明显，呈现出美丽的锌结晶的外观，因而成为热镀锌板外观的重要特征，通常称此结晶花纹为“锌花”（spangles）。

锌花晶体最完整的形态为近似于雪花呈六角星形。通过对锌花晶体结构研究发现，只有位于钢板表面上带枝状的锌晶体才能形成六角星形或雪花状锌花。如果晶臂不在钢板平面内，六角星形状就会改变。

获取方法及原理

产生锌花的原理是设法降低锌液的凝固温度。延长锌花晶体的生长时间，便于锌花的长大，高纯度的锌是不能生成锌花的，因为其中缺少结晶核。热镀锌钢板表面有美丽的锌花，这是它区别于其他镀层板的显著特征之一。

在锌液中加入其它元素法

当在锌液中加入某种合金元素后，可以使其结晶过程延长，则表面锌液在未达到其共晶温度以前不会凝固。纯锌在419.5℃凝固，如果加入锡（0.5%以下）后，则锡-锌共析合金在未降到198℃以前不会凝固。加入镉后，则镉-锌共析合金在未降到264℃时不会凝固。如加入锑（0.3%以下）后，其锑-锌共析合金在未降到409℃不会凝固。加入铅后，其铅-锌共析合金在未降到317℃不会凝。因此，比纯锌的凝固时间都有不同程度的延长，使锌花晶体的生长时间大大延长，便于锌花的长大，所以可获得较大的锌花。

表面吹气体法

在表面纯锌层将要凝固时，如果以蒸汽流或二氧化硫气流通过其表面，使锌花晶体得以顺利生长，可得到较大的花纹。吹二氧化硫气流的另一个目的是可形成致密的氧化膜而提高镀锌层的耐腐蚀性。

钢丝网法

这种方法只能用在镀锌薄板上，它是用磁性辊子使钢丝网与锌层表面接触来达到此目的的。由于钢丝网节结接触之处首先受到冷却，在该处首先生成结品的固体颗粒而成为结晶核，其余未凝固的锌液，即以此为结晶核开始向外结晶扩展生成锌花。

喷水雾法

在镀锌钢件表面上的纯锌液未凝固时喷以水雾（水与蒸汽或水与空气的混合物）造成结晶核。未凝固的锌液即以此为起点向外扩散而生成锌花。

其它方法

除上诉四种指明的方法外，如果能做到镀件的表面平滑、镀锌层比较薄、控制温度均匀下降及足够的空气中冷却时间，都能获得较大的锌花。

锌花分类

（一）大锌花

以肉眼可以分辨的直径大于3mm的锌花称为大锌花，也有人称为正常锌花或自然锌花。国际上公认的最佳尺寸为8~12mm。

在自然界中铅和锌为共生矿床，采用火法冶炼时，铅液密度大在下部，锌液密度小在上部，由此可进行分离。但铅在锌液中的饱和浓度为2%，所以粗锌中有大量铅成分。热镀锌有150多年历史了，当时没有现代化的精炼技术，只有采用粗锌进行热锌镀生产，因锌液中混进了铅，故热镀锌板一定会出现锌花。因此长期以来就形成了热镀锌板一定要有锌花，没有锌花就不是热镀锌板的错误观点。实际热镀锌板带有锌花没有任何好处：第一，锌层中含有铅或锑会加快电化学腐蚀速度，使热镀锌板使用寿命减少15%~20%；第二，有锌花会使板面凹凸不平；第三，有锌花不利于进一步涂层，因为一个锌花会出现一个暗斑，反而影响美观。目前欧美发达国家已看不到大锌花热镀锌板，全部走向了无锌花产品，只有东南亚不发达国家中仍然保留有大锌花品种。

（二）小锌花

锌花直径1~2mm的锌花称为小锌花。当热镀锌板从锌锅出来之后，向没有凝固的锌层喷射水雾或锌粉时，则一个水雾滴、一个锌粉颗粒就会形成一个结晶中心，使单位面积锌花数量增多而变小，所以镀锌板面就会形成用肉眼可分辨的小锌花，传统上把经此工艺生产出的产品称为小锌花。因为此工艺常常会造成锌花不均、表面色泽不均，而且生产成本高，故此工艺目前应用不多。

（三）无锌花

板面上用肉眼无法看到锌花，称为无锌花，也称之为零锌花，这是通过控制锌液化学成分来完成的。热镀锌时只向锌液中加一定含量的铝，不加入铅、锑、锡，即可生产出无锌花产品。此工艺不增加设备，不增加生产成本，可以获得均匀一致的表面外观，所以此工艺已在全世界得到普遍推广应用。

（四）光整锌花

大锌花不允许进入光整工序。小锌花或无锌花产品通过光整工序处理后，称为光整锌花。

各种因素对锌花形成的影响

各种因素对锌花形成的影响具体如下：

（1）合金元素的影响。热镀锌时只有向锌锅中加入三种有色元素的一种，例如铅（ Pb）、锑（Sb）、锡（Sn），热镀锌板面才会出现锌花。当要生产大锌花热镀锌板时，欧洲人习惯加铅，美国人习惯加锑，因为锡的价格贵故都不选用。由于铅对人体有毒害作用，并且表面光泽发暗，所以目前几乎全部由加锑取代了加铅。锌花大小与加入量有关，含量越大锌花越大，含量越小锌花越小，例如要求锌花直径为8- 12mm时，则锑或铅的加入量为0. 06%-0.12%。

（2）原板的影响。原板越厚，粗糙度越小，则锌花越大。

（3）冷却速度的影响。冷却速度越慢，晶体生长时间就越长，则锌花越大。

（4）结晶中心的影响。在镀锌层凝固过程中，锌花的大小由结晶的晶核数目多寡而定：晶核越多，锌花越小，晶核越少。

（5）锌层厚度的影响。锌层越厚，则凝固所持续的时间越长，所以生成的锌花就越大。在吹气法热镀锌时，若吹气压力低于0.02MPa，则镀层就像不喷吹一样，虽然镀层会出现波形和起伏现象，但表面锌花是很大的。在镀锌层薄时，锌层凝固很快，锌花由于来不及长大，所以就只能形成小锌花。实践证明，若喷吹压力大于0. 08MPa时，表面就几乎没有锌花。

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