刘俊丽

摘 要 自20世纪90年代锌铝镁镀层产品在日本研发成功并投入批量制造，其优势逐渐在工业化生产中发挥出来。近10年来，中国各大钢铁企业也逐渐开始投入对此新材料的研究和应用。本文介绍锌铝镁镀层产品这一新型环保合金镀层材料的特性、发展历史、制造企业、行业用途，进一步分析国内锌铝镁镀层产品制造行业的宏观、微观以及行业和竞争环境，使读者更加清晰地了解这一产品。

关键词 锌铝镁镀层产品 强耐蚀 行业竞争

一、引言

锌铝镁镀层产品是一种新型环保的合金镀层产品。随着20世纪90年代日本日新公司和新日铁研发成功并投入商业化运营，近年来这一新材料逐步展现其各种优势特质，越来越多地为国内汽车、家电、建筑、光伏发电、5G基建、公路、铁路、钢材制造等行业接受并迅速推广，成为一种热门的新型钢铁材料。

二、锌铝镁镀层产品介绍

（一）锌铝镁镀层产品定义

锌铝镁镀层产品，就是在镀层中添加适当比例的锌、铝、镁，通过热浸的形式使镀层产生复合效果，具有高强度的抗腐蚀性，是一种强耐蚀新型环保型合金镀层钢板。

（二）锌铝镁镀层产品发展历史

20世纪90年代以来，为了取代不锈钢产品和进一步提高镀锌板的性能，日本的日新公司和新日铁研发成功，并开始商业化生产ZAM镀层产品。2000年以后，欧洲的钢铁公司如阿赛洛米塔尔、蒂森克虏伯、奥钢联以及澳大利亚的博思格等都陆续宣称成功开发出ZAM产品。在国内，2016年底酒钢宣称成功开发出ZAM产品，用于农业畜牧、光伏、光热等领域，而用于汽车行业的ZAM产品仍只有日本及欧洲的部分钢厂以及韩国浦项能够生产，国内宝武、首钢、鞍钢、唐钢等目前仍在开发和工业化的过程中。

（三）锌铝镁镀层成分体系及标准

锌铝镁镀层成分是以Zn为主，加上不同比例的Al和Mg。根据添加Al、Mg合金元素的比例，将锌铝镁镀层分为中铝、高铝和低铝3个体系。锌铝镁产品标准中，欧洲EN 10346-2015、VDA 239-100-2011、韩国KS D 3030-2013为低铝成分体系，而日本JIS G3323-2012、美国ASTM A1046-2010a和澳大利亚AS 1397-2011为中高铝成分体系。德国汽车工业协会的VDA 239最新修订稿中，已经将用于汽车的锌铝镁镀层钢板的合金成分规定为“Al含量1-3%，Mg含量1-2%”。

三、锌铝镁镀层产品的优点

锌铝镁镀层产品在最早研发时，主要目的是为替代不锈钢产品，其优异的耐蚀性能是同镀层级别镀锌板的10～20倍，基本达到不锈钢的标准。由于加工性能良好，可以减少模具的损耗以及在生产过程中的修模人工成本，加之镀层的合金成分价格并不高于其他镀层，可以大大降低材料成本。与其他镀层产品相比较，其优越性能突出表现在以下几个方面：

第一，强耐蚀性。镀层中的镁（Mg）成分的流动性有利于促使生成状态非常稳定且组织缜密的膜状的覆盖层，将基板表面和切口保护起来，从而发挥优异的耐蚀性。

第二，断面自动愈合。钢板经过加工后形成断面，随着时间的推移，很容易生锈，而锌铝镁产品断面部位镀层中镁元素的流动，在切口部位形成致密的保护膜，将钢板断面保护起来。

第三，优异的耐磨损特性。由于锌铝镁镀层表面硬度高，经过多次摩擦，镀层不容易剥落。在工业化生产中可以有效保护模具，减少模具清理次数，从而节约维护成本。

第四，良好的成型性能。镀层接触摩擦系数低，可以增加冲压成型过程中的表面润滑度，使零件成型更容易，降低开裂和起皱的概率。

第五，耐高温性。针对部分零件要求高温装配（350℃）进行了耐高温试验，镀锌铝镁在加热到380℃的情況下，表面仍无融化现象。

四、锌铝镁镀层产品使用行业

（一）畜牧业和水产业

由于畜牧业和水产业高温环境及强腐蚀性的特点，其建筑物很容易发生锈蚀，锌铝镁镀层产品的强耐蚀性可以推迟镀层钢板出现红锈的时间，延长使用寿命。一般采用Zn-47～57%Al-1～3%Mg-1.6%Si的高铝成分体系或者中铝成分体系。

（二）建筑行业

包括公路、铁路、5G基建、光伏发电、幕墙、厂房和住宅等建筑领域，由于更多地接受阳光照射和雨水冲刷，建筑材料尤其是不再进行涂装工艺的裸板，对钢板切口保护的要求较高。一般采用Zn-5～13%Al-2～4%Mg的中铝成分体系，对于极寒极热以及沿海等极端气候区域，也会采用高铝镀层产品。

（三）汽车行业

汽车本身由众多复杂的零部件构成，某些部位如车身覆盖件等零部件长期接触外界未知环境，对耐腐蚀的要求较高，其他如雨刮器、门槛等零部件极易生锈。因此近年来，汽车行业如宝马、沃尔沃等汽车公司在21世纪早期即开始对锌铝镁镀层产品在汽车上的应用展开了探索，并已逐步开始工业推广和应用。一般采用Zn-1～3%Al-1～3%Mg的低铝成分体系。

（四）家电行业

家电行业包括太阳能热水器、空调室外机壳、冰箱和洗衣机外板、导轨等用途。家电行业竞争日趋激烈，降本增效、产品个性化及优异化逐渐成为家电行业追求的目标，而锌铝镁镀层产品良好的耐腐蚀性和成型性恰好为其提供了良好的契机。家电行业一般采用中铝或者低铝成分体系。

五、锌铝镁镀层产品国内外主要制造商

根据镀层配方中铝和镁的不同比例，目前国内外商业化的锌铝镁合金镀层配方主要有18种，全流程成熟制造企业主要有23家。其中，高铝体系钢铁制造商包括澳大利亚博思格、韩国东国制钢、中国酒钢等;中铝体系钢铁制造商包括日本新日铁、日新制铁、JFE、首钢、宝钢梅山、唐钢等;低铝体系除国外的新日铁住金、蒂森克虏伯、奥钢联、塔塔、安赛乐米塔尔、浦项等钢铁制造商之外，国内主要有首钢、大连蒂森、宝钢湛江、唐钢、攀钢等大型钢铁企业。其他非全流程钢铁企业如大连美投、山东科瑞等，多致力于中高铝镀层的开发和制造。

六、锌铝镁镀层产品行业竞争分析

（一）宏观环境分析

随着国内钢铁业设备工艺和生产技术的飞速提升，关键基础钢铁新材料的质量、性能、绿色化水平与国外高端装备材料相比正在逐步缩小，钢铁新材料的发展方向和趋势正在向高洁净度、高均匀性、超细组织、高精度和高附加值的方向努力，更多地将体现在钢铁新材料先进制造工艺和用户应用技术的提升上。锌铝镁镀层产品便是其中之一的钢铁新材料。

（二）行业环境分析

基于锌铝镁镀层产品与其他镀层产品相比的诸多优点，这一新材料自问世以来就引起全球众多钢铁知名企业投入研发和制造。国内锌铝镁镀层产品的研发始于2016年酒钢的中高铝配方成功以及商业投放，但仅仅在最近的3年内，首钢、大连蒂森、宝武、唐钢、攀钢等国内全流程大型钢厂便纷纷将目光投放于此。

（三）竞争环境分析

由于锌铝镁镀层产品针对其他镀层产品并无明显劣势，基本上可以替代所有镀层产品，因此市场潜力巨大。主要分析几个因素：

1.行业总需求量和市场成长率。初步考虑，行业总需求量将达到每年上千万吨，并且由于锌铝镁镀层材料属于新型环保合金镀层产品，工业化生产处于起步阶段。该产品快速普及到板材、型材、管材等钢材领域，正处于快速成长期，其产量每年正在以超过15%的速度递增。

2.技术变革速度。对于镀层合金的热熔技术，国内钢铁企业虽然还未能够完全掌握，但近年来各大钢企在这一新材料投入的研发力量和市场推广却逐年增加，关键技术和产品质量也在迅速提升。

3.未来利润前景。锌铝镁镀层产品所涉及的行业越来越多，除传统的建筑用材、公路、铁路、汽车、家电、光伏发电等行业外，还逐渐扩展到幕墙、涂镀产品基板、5G新基建信号站等用途。未来批量应用后，其制造成本并不比纯鋅镀层产品高，但仅国产材料的市场售价即能够比纯锌产品高出5%～20%，能够为企业带来非常可观的效益和利润。

4.竞争对手数量和实力。涉及技术研发实力和技术壁垒因素，国内目前能够稳定生产和制造锌铝镁镀层产品的钢铁企业仅有9家，合计产能约100万吨/年，对于每年上千万吨的需求潜力来说，目前这一产品的竞争强度并不大。

（作者单位为首钢集团股份有限公司）

参考文献

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