CN101352946B

CN101352946B - 深冲用热镀铝锌钢板/带及其生产方法

Info

Publication number: CN101352946B
Application number: CN 200710093976
Authority: CN
Inventors: 马雪丹; 顾进荣; 田新芳
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: CN101352946A

Abstract

本发明提供一种深冲热镀铝锌钢板/带及其生产方法。所述的深冲热镀铝锌钢板/带包括IF钢基板和合金镀层，基板化学成分(wt％)为C≤0.01，Si≤0.12，Mn≤0.6，P≤0.1，S≤0.045，Ti≤0.3，余量为Fe和不可避免的杂质；所述的生产方法包括基板脱脂处理、退火处理和热镀，所述的退火处理在连续退火炉内进行，退火炉内保护气体含量为10～60％。本发明的钢板/带屈服强度达140～220MPa，抗拉强度达260～350MPa，延伸率大于30％；本发明的生产过程简单、可操作性强。

Description

深冲用热镀铝锌钢板/带及其生产方法

技术领域

本发明属于卷钢板材料生产领域，更具体地说，是涉及一种深冲用热镀铝锌钢板/带及其生产方法。

背景技术

超深冲冷轧钢，即IF钢(无间隙原子钢)，全称Interstitial-Free Steel，有时也称超低碳钢，具有极优异的深冲性能，伸长率和r值可达50％和2.0以上。是继沸腾钢、低碳铝镇静钢后，当今世界最新一代深冲性能最好的冷轧钢板。IF钢可分为r≥1.8的普通级IF钢和r≥2.0的高端级IF钢。

IF钢在1949年首次被研制成功，直到20世纪80年代，随着冶金生产技术得到进一步发展，可以经济地生产出C≤0.002％的低碳钢，降低了生产成本，才正式出现了商用的IF钢。到1994年全世界IF钢的产量超过了1000万吨。

镀铝锌层的化学成分包括一定配比的铝、锌、硅，其中防腐主要是由铝锌合金提供。但硅也很重要，它可以把生产过程中脆性层的形成速度降到最小，从而使产品易于加工成型。

镀层中有两种主要的金相组织。一种是在凝固初期形成的树枝状结构的富铝区，另一种是在锌的浓度达到一个较高的水平时形成的枝晶间网络状的富锌区。这种微观结构具有理想的防腐性能。其它的金相组织还包括：以离散的微小晶粒状态存在的硅和由于在生产过程中铁的浓度达到饱和而形成的富铁区。

由于镀铝锌层的微观结构中广泛存在着网络结构的富锌区，因此在凝固过程中冷却速度必须严格控制。镀铝锌层独特的树枝状结构是防腐性能提高的主要原因。当镀铝锌层暴露在大气中，枝晶间网络中的富锌区先被腐蚀，氧化产物会填充在枝晶间的空隙中，从而降低了腐蚀速度。

IF钢扩散退火处理和热浸镀纯锌后，具有良好的冲压性、可焊性和可喷涂性等优点，被广泛应用于汽车制造业。而镀铝锌钢板具有优于镀纯锌钢板几倍的耐高温、耐腐蚀性及美丽的表面锌花，被广泛地应用于建筑行业的钢结构中。此外，对材料具有高耐蚀性、低强度、高延伸率要求的家电、电脑机箱、汽车油箱等领域也对镀铝锌产品有很大的需求。

在本发明做出以前，由于铝锌镀层强度较高(屈服强度约440MPa)，因而一般镀铝锌产品无法达到深冲级别的要求，如CN200310106261.3，公开了一种热镀铝锌合金钢板及其制造方法，该发明的方法采用普通冷轧基板生产镀铝锌产品，其屈服强度均大于228MPa，延伸率在20％左右，不能满足深冲的要求。而镀纯锌的IF钢虽具有深冲性能但又无法满足耐腐蚀及耐高温的性能要求。

为解决上述问题，本发明旨在提供一种深冲用热镀铝锌钢板/带，其具有140～220MPa的屈服强度、260～350MPa的抗拉强度及大于30％的延伸率，镀层均匀、致密、厚度适当。

而且，本发明提供的上述钢板/带生产方法，过程清晰简单、可操作性强。

发明内容

本发明的目的是这样实现的：

本发明的深冲用热镀铝锌钢板/带，包括IF钢基板和合金镀层，其中，所述的IF钢基板成分(wt％)为C≤0.01，Si≤0.12，Mn≤0.6，P≤0.1，S≤0.045，Ti≤0.3，余量为Fe和不可避免的杂质，所述的合金镀层成分(wt％)为铝55±3，锌43.5±1.5，硅1.5。大量实验表明，当镀层中铝、锌和硅满足上述配比时，所获得的合金镀层的耐久性能最佳。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带，其中较好地是，所述的IF钢基板选用r≥1.8的普通IF钢基板。此种基板来源丰富、便利。

本发明提供上述深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，包括基板清洗处理、退火处理、热镀和后处理，其中，所述的退火处理在连续退火炉内进行，炉内气体保护，退火工艺参数为：温度550～820℃，时间42～339秒；热镀工艺参数为：热镀液成分(wt％)为铝55±3、锌43.5±1.5、硅1.5，入锌锅温度为560～650℃，镀浴时间为3～8秒，镀后冷却速度大于30℃/秒。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的保护气体组成(wt％)为：氢气18～35％，余量为氮气。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的退火处理包括预热处理、加热处理、均热处理和冷却处理。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的预热处理参数为预热时间5～44秒，预热温度无明确要求。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的加热处理参数为加热温度560～660℃，加热时间8～63秒。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的均热处理参数为均热温度750～850℃，均热时间23～180秒。。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的冷却处理参数为冷却温度550～650℃，冷却时间6～52秒。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的热镀中镀层原料铝、锌、硅在感应炉内加热熔化，锌锅温度在580～660℃。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的后处理包括涂油、钝化、涂耐指纹膜等。

根据本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中较好地是，所述的后处理湿平整率0.4～1.2％。

根据本发明深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其中，所述的后处理也可不平整。

本发明所述的深冲用热镀铝锌钢板是由本发明的深冲用热镀铝锌钢带经剪裁获得。

本发明具有如下有益效果：

与现有技术比较，本发明无须改造设备，制造工艺简单，可以制造出既具有高耐蚀性、耐高温性又具有优良深冲性能的热镀铝锌产品，实物水平达到了欧洲标准的要求，而且本发明的产品镀层均匀、致密、厚度适当，可广泛地应用于家电、汽车等行业，为镀铝锌产品的应用拓展了广阔的领域。

本发明选取普通IF钢冷轧基板，提供了完全不同于一般热镀铝锌合金钢板的退火工艺，使较“软”的IF钢冷轧基板与较“硬”的铝锌镀层产生很好的结合力，成为深冲用热镀铝锌钢板/带，其具有140～220MPa的屈服强度、260～350MPa的抗拉强度及大于30％的延伸率，镀层均匀、致密、厚度适当，既满足深冲压的需求又具有优良的耐腐蚀性能。

附图的简单说明

图1是本发明方法生产的成品样图片。

具体实施方式

下面参照附图，更具体地说明本发明。

实施例1

本实施例选用牌号为DC03，规格为厚0.5mm，宽920mm，三向r值均大于1.8的IF钢冷轧板为基板，其化学成分为C：0.002％，Si：0.005％，Mn：0.14％，P：0.011％，S：0.0076％，Ti：0.057％，余量为Fe和不可避免的杂质。

先将上述IF钢冷轧基板带钢送入清洗装置，以清除带钢表面上油脂、铁粉和灰尘。再将经清洗处理的带钢经挤干辊挤干和热风干燥。清洗后的带钢进入连续退火炉内进行退火处理(包括预热、加热、均热及冷却四个过程)，炉内保护气体成分为：氢气28％，氮气72％。预热段温度764℃，预热时间6.2秒；加热段温度614℃，加热时间9秒；均热段温度807℃，均热时间26秒；冷却段温度633℃，冷却时间7.4秒。将上述经退火处理的IF钢冷轧基板在盛有配比(wt％)为铝55，锌43.5，硅1.5的锌锅中进行热镀处理：锌锅内溶液温度为600℃，基板在锌锅内的浸浴时间为5秒，通过气刀控制系统使镀层厚度达到设定值。带钢经锌锅热镀铝锌后进入冷却塔的风冷系统进行冷却，冷却速度35℃/秒。经吹风冷却后的带钢再进入水淬槽内进行最终冷却。为了改善材料机械性能、板形，获得良好的带钢平直度和合适的表面粗糙度，带钢冷却后要经张力控制装置进入平整机进行平整处理，平整率达到1.0％，然后经张力控制装置、热风干燥装置后进入辊涂机进行钝化或涂膜处理，本案例采用涂有机无铬耐指纹膜，膜厚1～2μm，带钢经过耐指纹膜处理后进入干燥炉进行烘干处理，得到本发明的产品。

本发明方法生产的样品见图1。

经检测，本实施例的钢板/带力学性能结果为：屈服强度159MPa、抗拉强度319MPa、断裂延伸36％。

实施例2

本实施例选用牌号为DC04、规格(厚1.0mm，宽1090mm)的IF钢为基板，其化学成分为，C：0.0017％，Si；0.015％，Mn：0.137％，P：0.0127％，S：0.0061％，Ti：0.0529％，余量为Fe和不可避免的杂质。

先将上述IF钢冷轧基板带钢送入清洗装置，以清除带钢表面上油脂、铁粉和灰尘。再将经清洗处理的带钢经挤干辊挤干和热风干燥。清洗后的带钢进入连续退火炉内进行退火处理(包括加热、加热、均热及冷却四个过程)，炉内保护气体成分为：氢气27％，氮气73％。预热段温度782℃，预热时间12.5秒；加热段温度609℃，加热时间18秒；均热段温度786℃，均热速度51秒；冷却段温度634℃，冷却时间15秒。将上述经退火处理的IF钢冷轧基板在盛有铝、锌、硅(wt％)配比为铝55，锌43.5，硅1.5的锌锅中进行热镀处理：锌锅内溶液温度为600℃，基板在锌锅内的浸浴时间为5秒，通过气刀控制系统使镀层厚度达到设定值。带钢经锌锅热镀铝锌后进入冷却塔的风冷系统进行冷却，冷却速度48℃/秒。经吹风冷却后的带钢再进入水淬槽内进行最终冷却。为了改善材料机械性能、板形，获得良好的带钢平直度和合适的表面粗糙度，带钢冷却后要经张力控制装置进入平整机进行平整处理，平整率达到0.8％，然后将经张力控制装置、热风干燥装置后进入辊涂机进行钝化或涂膜处理，本案例采用涂有机无铬耐指纹膜，膜厚1～2μm，带钢经过耐指纹膜处理后进入干燥炉进行烘干处理，得到本发明的产品。

经检测，本实施例的钢板/带力学性能结果为：屈服强度181MPa、抗拉强度318MPa、断裂延伸39％。

本发明中的IF钢基板可以由公司内部供应，材料来源方便。制造工艺简单，镀铝锌机组无须进行设备改造，可以直接通过对退火工艺的调整达到生产深冲用镀铝锌产品的目的。生产出的产品实物性能达到了欧洲标准的相应要求，具有很强的适应性、经济性和环保性。

Claims

1.深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，包括基板清洗处理、退火处理、热镀和后处理，所述深冲用热镀铝锌钢板/带包括IF钢基板和合金镀层，其中，所述的IF钢基板成分(wt％)为C≤0.01，Si≤0.12，Mn≤0.6，P≤0.1，S≤0.045，Ti≤0.3，余量为Fe和不可避免的杂质，所述的合金镀层成分(wt％)为铝55±3，锌43.5±1.5，硅1.5，其特征在于，所述的退火处理在连续退火炉内进行，炉内有保护气体，退火工艺参数为：温度550～820℃，时间42～339秒；热镀工艺参数为：锌锅温度为560～650℃，镀浴时间3～8秒，镀后冷却速度大于30℃/秒。

2.如权利要求1所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的保护气体选用组成(wt％)为：氢气18～35％，余量为氮气。

3.如权利要求1所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的退火处理包括预热处理、加热处理、均热处理和冷却处理。

4.如权利要求3所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的预热处理参数为预热时间5～44秒。

5.如权利要求3所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的加热处理参数为加热温度560～660℃，加热时间8～63秒。

6.如权利要求3所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的均热处理参数为均热温度750～807℃，均热时间23～180秒。

7.如权利要求3所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的冷却处理参数为冷却温度550～650℃，冷却时间6～52秒。

8.如权利要求1所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的热镀中镀层原料铝、锌、硅在感应炉内加热熔化，锌锅温度在580～650℃。

9.如权利要求1所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的后处理包括涂油、钝化、涂耐指纹膜。

10.如权利要求1或9所述的深冲用热镀铝锌钢板/带的生产方法，其特征在于，所述的后处理湿平整率为0.4～1.2％。

11.一种按上述任一权利要求所述的生产方法获得的深冲用热镀铝锌钢板/带，包括IF钢基板和合金镀层，其中，所述的IF钢基板成分(wt％)为C≤0.01，Si≤0.12，Mn≤0.6，P≤0.1，S≤0.045，Ti≤0.3，余量为Fe和不可避免的杂质，所述的合金镀层成分(wt％)为铝55±3，锌43.5±1.5，硅1.5。