摘要：文章旨在分析冷轧镀锌板表面线状凸起缺陷原因并提出相关工艺控制策略。通过以河钢唐钢冷轧厂生产的0.8 mm厚冷轧镀锌板为研究对象，针对其表面线状凸起缺陷开展缺陷特征表征实验、频谱分析、硬度测试及退火工艺优化实验。由实验结果可知冷轧镀锌板表面线状凸起缺陷的形成原因包括机械损伤、镀锌过程中混入杂质、轧制过程中夹杂物干扰晶粒变形方向，以及退火温度较高等，最终确定最优退火温度为540℃。文章研究结果显示，控制冷轧镀锌板表面线状凸起缺陷必须确保轧制机械状态良好、保证锌液纯净度、控制退火温度低于540℃,且保证轧制压下率不低于81.81%，才能缩小氧元素的扩散通道范围，消除钢板内应力，提高冷轧镀锌板的表面质量与硬度。

　　关键词：冷轧镀锌板；线状凸起；缺陷分析；退火温度

　　在现代工业快速发展的背景下，各行业对汽车、家电、建筑、机械制造等领域产物质量的要求越来越高，而冷轧镀锌板作为一种通过冷轧工艺与热镀锌技术复合制备的金属板材［1］，凭借其较高的强度和耐腐蚀性，被广泛应用于现代工业制造中。但由于冷轧镀锌板的制造流程较为复杂，同时还需要考虑其生产效率与成本，不免造成冷轧镀锌板出现多种缺陷，进而影响质量。其中，由于工艺参数失配、设备状态异常或原料质量波动等问题引发的纵向条纹、波浪纹、局部鼓包等线状凸起缺陷最为普遍。这些缺陷不仅会影响工业产物的外观质量，还会影响其使用寿命，进而影响工业生产的发展进程［2］。

　　文章基于冷轧镀锌板的制造工艺流程，针对其表面线状凸起缺陷，从多方面出发，分析其缺陷的产生因素，通过实验得出具体控制措施，以提高冷轧镀锌板的制作水平，提高产物质量。

　　1实验材料与方法

　　1.1实验材料与仪器设备

　　文章选用河钢唐钢冷轧厂生产的0.8mm厚的冷轧镀锌板作为实验样品，其存在线状凸起缺陷［3］，且将所选取实验样品切割为450mm×250mm的长方形规格的小块。

　　实验样品冷轧镀锌板中所包含的化学成分及其质量占比如下：C 0.022%、Si 0.009%、Mn 0.25%、Al 0.030%、P 0.015%、S 0.004%。

　　实验所用的冷轧镀锌板生产设备如下：铁水脱硫站（中钢集团鞍山热能研究院），2座；120 t顶底复吹转炉（中国一重），2座；20 t钢包精炼炉（大连重工），2座；120tRH真空处理站（中国重型院），1座；CSP薄板坯连铸机（中钢集团鞍山热能研究院），2台；辊底式隧道炉（中冶南方），2座［4］。

　　1.2样品处理

　　将实验样本用亚丙酮溶液浸泡5min，再用超声波清洗手段处理冷轧镀锌板实验样品。清洗完成后，将板材置于含有C6H12N4试剂的稀盐酸溶液中，以便进行后续检测［5-6］。

　　2实验分析

　　2.1缺陷特征表征实验结果分析

　　随机选取一个实验样品，利用扫描电镜记录其初始状态，再配制盐酸、缓蚀溶液，利用该溶液腐蚀实验样品表面镀锌层10min，腐蚀后需用酒精清洗，得到处理后的样品，再利用扫描电镜，扫描处理后的冷轧镀锌板实验样品得到处理结果，如图1所示。

　　由图1可以看出，初始状态下，该冷轧镀锌钢板的镀锌层出现部分脱落现象，且缺陷位置有明显的白色光亮，这表明该实验样品已经裸露了部分钢材，存在缺陷。而去除镀锌层的钢板存在两处划痕。对这两处划痕进行频谱分析，其结果如图2所示。

　　由图2可以看出，位置1处未出现较多杂质，表明该处的线性凸起缺陷形成原因为机械损伤。而位置2处存在多种缺陷杂物，其中缺陷杂物硅酸盐、铝酸钙等物质的含量较多，这表明该处线性凸起缺陷的形成原因是在镀锌过程中，空气中或冷却水中的杂质混入锌液，进而出现杂质堵塞，造成线性凸起缺陷。

　　2.2冷轧镀锌板硬度分析实验

　　在实验样品中选取两块冷轧镀锌板分别标记为样本A和样本B，其中，样品A为不存在缺陷的正常冷轧镀锌板。利用维氏显微硬度计按照上表面、心部、下表面的顺序进行硬度测量，计算可以得出样本A的平均硬度值为202HV，样本B的平均硬度值为185HV，结果表明，样品B的硬度性能更差，其塑性相对较差。测量得出冷轧镀锌板的心部硬度高于上下表面硬度。对样品A、B的晶界区域带状组织分布情况进行分析，实验结果如图3所示。

　　带状组织主要由铁素体、珠光体和游离渗碳体等物质构成，其形成原因主要是在进行轧制过程中对晶粒的变形方向选择错误，进而影响冷轧镀锌板的材料塑性。由图3可以看出，样品A中所存在的带状组织存在的数量较少，而样品B中存在较多的带状组织。

　　这表明样本B存在裂痕，与实际情况相同。结合带状组织的产生原因，可以分析出该样品产生线状凸起缺陷的原因是在轧制过程中受到夹杂物的干扰，改变了晶粒的正常变形流程，进而降低了材料的硬度，形成线状凸起缺陷。

　　2.3退火工艺优化实验

　　为验证退火温度在冷轧镀锌钢板的制造过程的影响，本实验设置温度分别为500℃、520℃、540℃、560℃、580℃、600℃的6种冷轧镀锌板轧制工况，使钢板在6种工控下进行退火操作，并获取6种工控下冷轧镀锌板的表面微观形貌，通过观察，验证退火温度是否会影响到冷轧镀锌板的质量，如图4所示。

　　由图4可以看出，随着退火温度的增加，冷轧镀锌钢板的基体表面凹坑数量呈现明显增多，且当退火温度在500℃、520℃、540℃时，其基体表面存在较少的氧化物，且氧化物的存在位置基本存在于凹坑处，而当温度升高到560~600℃时，氧化物数量明显增加，由此可知，凹坑位置存在多种Mn、Al合金元素，凹坑和合金元素为氧扩散提供了通道，进而形成金属氧化物，造成冷轧镀锌钢板的表面线状凸起缺陷。

　　由此可知，随着退火温度的增加，氧化物的形成密度也随之增加，但温度太低就会影响冷轧镀锌钢板的制造效率，因此，其最优退火温度应设置在540℃左右。

　　3冷轧镀锌板制作工艺控制

　　通过实验可以得知，冷轧镀锌板表面线状凸起缺陷的产生原因与轧制机械状态有关，当轧制机械状态较差时，会出现轧制力度过强或不足的现象，进而损伤钢板，影响后续的镀锌过程，导致所镀锌层无法贴合钢板基体，出现线状凸起。同时在镀锌过程中，需保证锌液的纯净度，杂质进入会削弱保护层的保护能力，进而造成保护层破损，形成线状凸起缺陷。在轧制过程中，需要保证轧制温度的合理性，不适当的温度会影响其轧制效果，造成意外化学反应，影响镀锌保护层作用。

　　在对冷轧镀锌板实验样本进行轧制过程中，需要将钢锻坯放入1200℃高温环境进行加热，并持续保温2h，以去除其中存在的铁素体、珠光体和游离渗碳体等物质，避免轧制过程中出现轧制变形方向选择错误的问题，再利用红外测温枪检测实验样品表面温度，保证其退火温度不超过540℃,以抑制氧化物生成，同时获得理想的材料性能。最后，以空气作为冷却介质，通过空冷技术，使轧后镀锌板与周围空气进行热交换，实现镀锌板的冷却，如图5所示。

　　通过以上过程，控制冷轧镀锌板的制造过程，同时，在镀锌对接过程中，需注意稳流器和挡渣坝等设备的稳定性，以保证在该过程中不会出现杂质堵塞现象，同时需要控制其轧制压下率在81.81%以上，以消除钢板的内应力作用，保证冷轧镀锌板的硬度。

　　4结束语

　　本文对冷轧镀锌板的缺陷特征表征、硬度和退火工艺温度进行分析，得出冷轧镀锌板形成表面线状凸起缺陷的原因，并基于所得原因，得出最优工艺参数，进而提出了多种工艺控制措施，提高冷轧镀锌板的硬度和可塑性，避免出现表面线状凸起缺陷。然而，本研究在分析过程中未对复杂工况进行模拟，可能会影响对其线状凸起缺陷原因的分析结果准确性。在未来研究中，应加强对多种复杂工况的模拟，以提出更为全面的工艺控制措施，以提高冷轧镀锌板的质量。

参考文献

　　［1］赵川翔.590 MPa级低合金高强度热镀锌钢板表面亮点缺陷分析［J］.金属热处理，2022，47（6）：270-273.

　　［2］冯帆.HC220YD+Z热镀锌钢板表面漏镀缺陷分析［J］.山东冶金，2024，46（2）：41-43.

　　［3］陈庭记，刘永生，陶欣，等.热镀锌钢板锌层表面浅裂纹扩展特性研究［J］.中国科技论文，2023，18（12）：1390-1396.

　　［4］李静，张志强，柳风林，等.冷轧镀锌板条状缺陷分析［J］.金属材料与冶金工程，2023，51（4）：38-42.

　　［5］卢岳，牛月鹏，潘进，等.DH590冷轧板及镀锌板电阻点焊工艺窗口及点焊一致性的研究［J］.热加工工艺，2024，53（3）：82-87.

　　［6］赵慧，钮焱，李军.基于改进YOLOv4的钢材表面缺陷检测［J］.计算机仿真，2024，41（3）：188-194+213.