ประเด็นทางเทคนิคที่ต้องคำนึงถึงในการพัฒนาแผ่นเหล็ก GA

แผ่นเหล็กชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนผสมได้รับการพัฒนาโดยสหรัฐอเมริกาในช่วงต้นทศวรรษ 1960 หลังจากที่การพัฒนาประสบกับช่วงระยะเวลาที่ต่ำ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยข้อกำหนดด้านการป้องกันการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น ก็ดึงดูดความสนใจของผู้คนอีกครั้ง เนื่องจากเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการป้องกันการกัดกร่อนของตัวรถ คุณภาพของการเคลือบจะต้องถูกควบคุมให้สูงกว่า 40 กรัม/ตร.ม. และต้นทุนการผลิตแผ่นสังกะสีด้วยไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อความหนาของการเคลือบเพิ่มขึ้น ดังนั้นวิธีการรับประกันความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวเหล็กโดยไม่เพิ่มต้นทุนการผลิตมากเกินไปจึงกลายเป็นประเด็นสำคัญ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าหากใส่แผ่นเหล็กลงในเตาหลอมอัลลอยด์ทันทีสำหรับการหลอมโลหะผสมหลังจากการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนในสายการชุบสังกะสีแบบต่อเนื่อง ก็จะได้ชั้นโลหะผสมเหล็ก-สังกะสีที่มีปริมาณเหล็ก 10% ศักย์ไฟฟ้าของชั้นโลหะผสมเหล็ก-สังกะสียังคงต่ำกว่าเหล็กของพื้นผิว แต่สูงกว่าชั้นสังกะสีบริสุทธิ์ ซึ่งจะช่วยลดอัตราการกัดกร่อนของชั้นชุบ เพิ่มอายุการใช้งาน และปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน . นอกจากนี้ประสิทธิภาพการเชื่อมของแผ่นเหล็กอาบสังกะสีอัลลอยด์ยังดีกว่าแผ่นเหล็กอาบสังกะสีทั่วไปอีกด้วย

แผ่นเหล็กชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนผสม (แผ่น GA) มีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมในแง่ของความสามารถในการขึ้นรูปปั๊ม ความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการทาสี และการเชื่อม เป็นไปตามข้อกำหนดการพัฒนาด้านความปลอดภัยของยานยนต์ที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแกร่ง ดังนั้นจึงดึงดูดความสนใจของอุตสาหกรรมยานยนต์มากขึ้นเรื่อยๆ

ปัจจุบันประเด็นทางเทคนิคหลักที่น่ากังวลในการวิจัยและพัฒนาแผ่นเหล็ก GA ได้แก่:

1. เนื่องจากองค์ประกอบของโลหะผสม Zn-Fe ในการเคลือบผิวมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพพื้นผิวขั้นสุดท้าย การควบคุมและการควบคุมองค์ประกอบของโลหะผสม Zn-Fe ในการเคลือบผิวจึงเป็นเทคโนโลยีหลักของเหล็กชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนผสม หลังจากที่ชั้นพื้นผิวของแผ่นเหล็กถูกผสมแล้ว ชั้นโลหะผสมบนพื้นผิวมีแนวโน้มที่จะแข็งและเปราะ และเกิดการหลุดเป็นผงในระหว่างการประมวลผล นั่นคือ การทำให้เป็นผง ด้วยเหตุนี้ การศึกษาพบว่าการเติมอะลูมิเนียมในปริมาณที่เหมาะสม (สูงกว่า 0.10%) ลงในสารละลายสังกะสีเพื่อควบคุมปริมาณธาตุเหล็กในสารเคลือบระหว่าง 7% ถึง 12% จะช่วยกำจัดเฟสแข็งและเปราะในสารเคลือบและปรับปรุงให้ดีขึ้น ประสิทธิภาพของการเคลือบ ความสามารถในการป้องกันการชอล์ก

2. ใช้แผ่นเหล็ก GA หลายชั้นหรือแผ่นเหล็กเคลือบคอมโพสิตฟิล์มบาง ในอดีต เพื่อปรับปรุงคุณลักษณะการเคลือบด้วยไฟฟ้าประจุบวกและความสามารถในการขึ้นรูปปั๊ม จึงมีการใช้แผ่นเหล็ก GA สองชั้นที่มีชั้น Fe-rich ที่ชั้นบน เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถดึงออกได้ลึก เหล็ก IF ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับแผ่นฐาน หลังสามารถสร้างฟิล์มฟอสเฟตที่มี Mg บนชั้นเคลือบ 30g/m2 และความต้านทานการกัดกร่อนและการเจาะรูได้ดีกว่าแผ่นเคลือบคอมโพสิตอินทรีย์แบบฟิล์มบางธรรมดา ตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 แผ่นเหล็ก GA สำหรับฟิล์มหล่อลื่นอนินทรีย์ที่พัฒนาขึ้นใหม่พร้อมฟิล์มคอมโพสิตออกไซด์ Mn-P ได้ถูกนำมาใช้จริงเนื่องจากมีต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน

3. วิจัยและพัฒนาแผ่นเหล็ก GA ความแข็งแรงสูง เพื่อที่จะปรับให้เข้ากับน้ำหนักเบาของตัวรถ จึงมีการใช้แผ่นเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม แผ่นเหล็ก GA ซึ่งเป็นแผ่นป้องกันสนิมหลักของตัวรถถูกจำกัดโดยองค์ประกอบของแผ่นเหล็ก นั่นคือ Si, Mn ที่เพิ่มเข้ามา ฯลฯ ออกซิไดซ์ได้ง่ายเนื่องจากต้องการความแข็งแรงสูง องค์ประกอบจะถูกออกซิไดซ์ภายนอกเป็นครั้งแรกในกระบวนการบำบัดความร้อนของสายการผลิตชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะส่งผลต่อความแน่นของสังกะสี ในขณะเดียวกันก็จะเกิดออกไซด์ เช่น SiO2 และ Mn2SiO4 ขึ้นบนพื้นผิวของเหล็กแผ่น ทำให้เกิดปัญหาการชุบไม่ขึ้น ด้วยเหตุนี้ เหล็กแผ่นความแข็งแรงสูง GA จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ประเภทการชุบแข็งแบบอบ (BH) ชนิดเสริมการตกตะกอน และประเภทควบคุมโครงสร้าง (DP, TRIP) จึงได้รับการพัฒนาและนำไปใช้จริง