开关柜用镀铝锌板和镀锌板的介绍分析
开关柜用镀铝锌板和热镀锌板的介绍及选用探讨
[摘要]：本文对开关柜用镀铝锌板和热镀锌板的工艺、性能作了基本介绍，并对其在开关柜中的选用作了探讨，以供开关柜结构设计人员设计参考[关键词]：开关柜镀铝锌板热镀锌板工艺、性能应用分析
引言
随着国内钢铁深加工技术的发展，原来依靠进口的镀铝锌板和热镀锌板在国内已大量生产，材料价格变得更为合理。许多原来依靠电镀或喷涂进行表面处理的普通钢板开始直接选用不需表面处理的镀铝锌板或热镀锌板。同理，以钢板作柜体的开关柜行业也大量选用镀铝锌板及热镀锌板。但是由于这两种材料在开关柜行业中普及的时间不长，许多设计手册还未收入对两种材料的基本介绍。故此，本文对两种材料的一些工艺性能及牌号规格作了简述，并对在开关柜中的选用进行探讨。
一、镀铝锌板和热镀锌板的成分及生产工艺
镀铝锌板的表面镀层，由55%铝、43.4%锌与1.6%硅在600℃高温下固化而成。其整个结构由铝-铁-硅-锌，形成致密的四元结晶体，从而形成一层强有效防止腐蚀因子穿透的屏障。为使产品在使用后保持良好的外观质量，产品加工完后通常再进行耐指纹处理。铝锌层常见厚度一般在8~24μm。
热镀锌板（检称镀锌板或白铁皮），是将钢带先通过火焰加热的预热炉，
烧掉表面残油，同时在表面生成氧化铁膜，再进入含有H
2、N
2
混合气体的还原退
火炉加热到 710～920 ℃，使氧化铁膜还原成海绵铁，表面活化和净化了的钢带冷却到稍高于熔锌的温度后，进入 450～460 ℃的锌锅，利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理，以提高耐白锈性能。锌层常见厚度一般在7~32μm。
二、镀铝锌板和热镀锌板的主要性能特点
镀铝锌板和热镀锌板母材选用冷轧钢板，因此具有和冷扎钢板相近的机械特性，可进行咬合成型、冲压、点焊或缝焊等操作。但是由于热浸镀过程的影响，其机械性能也有差别，生产厂家也根据不同的加工要求生产有不同的对应牌号。要详细了解其屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等技术指标，可查阅产品质量证明书。镀铝锌板和热镀锌板作为一种抗腐蚀材料，其优异性能主要表现在其抗腐
蚀能力上。相对于电镀、化学镀等传统工艺，具有外观美观、镀层
厚、抗腐蚀能力极强、切口化学自防护等显著优点。以下引用“久辉金属网”公布的国外有关镀铝锌板和热镀锌板抗腐蚀能力的试验数据：
●湿润试验：将试品置于相对湿度100%×49±1℃环境下，并检查表面变化
试品类别
取样
试验结果镀层附着量镀层厚度
镀铝锌钢板150g/m240μm(两面）经过35300小时未发生赤锈热镀锌钢板275g/m240μm(两面）在6000小时前发生赤锈
试品类别
22天后75天后116天后赤锈（%）外观赤锈（%）外观赤锈（%）外观
镀铝锌钢板0表面光亮0表面发黑0断面发生赤锈
热镀锌钢板1断面发生
赤锈
100——100——
试品类别
取样
试验结果镀层附着量镀层厚度
镀铝锌钢板150g/m240μm(两面）经过5500小时未发生赤锈热镀锌钢板275g/m240μm(两面）经过300小时发生赤锈
试验3200小时图：
(镀铝锌板) （热镀锌板）
●室外曝光：
样品：镀铝锌板，镀层附着量150g/m2；热镀锌板，镀层附着量275g/m2试验结果见图
（沿海地区）（工业城区）（农村地区）
红线为热镀锌板，绿线为镀铝锌板；横坐标为试验时间（年），纵坐标为腐蚀厚度（μm）以上试验数据及相关资料表明，常规镀铝锌板和热镀锌板因其工艺的特殊性，使其镀层厚度（7~32μm ）及化学性能得到优化，较传统的电镀或化学镀（镀层5~12μm）的抗腐蚀能力大为增强。尤其是镀铝锌板，在相同镀层厚度的情况下，其平均抗腐蚀能力可达热镀锌板的2~3倍。
三、重庆市场开关柜用镀铝锌板及热镀锌板的主要牌号规格
目前重庆市场购进的开关柜用镀铝锌板主要有韩国东部制钢株式会社（东部）及攀枝花新钢钒股份有限公司（攀钢）、宝山钢铁股份有限公司（宝钢）等公司的产品。常用的东部2mm厚镀铝锌板，牌号为230 AZ150，表示其屈服强度为230Mpa，适用于冷成型加工，单位面积铝锌重量为150g/m2，相当于镀层厚度为20μm。攀钢常用牌号为DX51D-AZ，其中DX51D代表产品为冷成型用，AZ代表铝锌；按单位面积镀层重量 (g/m2)分为60、80、100、120、150、180等品种。常用攀钢1.9mm厚镀铝锌板单位面积镀层重量为150g/m2，相当于镀层厚度20μm，和东部2mm厚镀铝锌板的镀层厚度相同；攀钢1.45mm厚镀铝锌板单位面积镀层重量为120g/m2，相当于镀层厚度16μm。
目前重庆市场上使用的开关柜用热镀锌板主要来自宝钢、攀钢、武钢等单位。其中应用最多的宝钢热镀锌板的牌号为DC51D+Z。现以常用2mm厚热镀锌板DC51D+Z-50/50-X-FB-LY为例说明其型号含义。其中DC51D代表冷成型用，Z代表锌，50/50代表单位面积镀层重量为100 g/m2（相当于镀层厚度7μm），X代表小锌花，FB表示较高级精整面（允许有小腐蚀点、暗点、带痕、小的铬酸钝化处理缺陷及小锌粒），LY表示铬酸钝化+除油。热度锌板按单位面积镀层重量(g/m2)分为100、120、150、180、200、275、350、450等品种。
以上说明，从材料牌号可以了解到产品的组成和性能特征。设计人员和检验人员可以根据牌号选择和检验材料。
四、开关柜中镀铝锌材料和热镀锌材料的选择
目前开关柜柜体的生产，有厂家选用镀铝锌板作为主材，也有厂家选用热镀锌板作为主材。究竟选用哪种材料更合理呢？我们不妨作个探讨。
高压开关柜标准GB3906-2006规定了按2类使用条件设计的开关柜应能满足可能频繁出现凝露和接近尘源的条件使用。其工作条件相当于电镀产品使用的2级环境条件：城市的室外条件或产生凝露作用的室内条件。也就是说产生凝露作用的室内条件和城市室外条件类同。农村地区的室外条件可以接近城市的室外条件，从本文第二条的试验看，在此条件下，热镀锌板放置10年的腐蚀厚度为11.5μm，镀铝锌板的腐蚀厚度为3.5μm。按照高压电器平均寿命20年计算，要求使用20年的热镀锌板的镀层厚度要求达到23μm，镀铝锌板的镀层厚度达到7μm，换算成单位面积镀层重量分别为320 g/m2、53g/m2。从本文第二条可以看出，一般2mm厚度以下的热镀锌板单位面积镀层重量100 g/m2，难以满足使用要求，而一般2mm厚度以下的镀铝锌板单位面积镀层重量150 g/m2，完全能满足要求。同理我们也可以推出2mm厚度、单位面积镀层重量100 g/m2（镀厚7μm ）的镀锌板，在产生凝露的工作条件下，寿命为6年左右；在一般户内干燥条件使用，寿命为14年左右（按每年腐蚀0.52μm计算，参《电气设备机械结构设计手册》）。2mm厚度、单位面积镀层重量150 g/m2（镀厚20μm ）的镀铝锌板，在产生凝露的工作条件下，寿命为50年以上。
以上探讨说明按2类（凝露）使用条件设计的高压开关柜，应选择镀铝锌板作为柜体主材。低压开关柜如需满足凝露使用条件及20年使用寿命，也应使用镀铝锌板作为柜体主材。
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