CN102172622A - 一种510l汽车大梁用黑皮钢的生产方法 - Google Patents

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孟宪堂
赵林
李飞
朱国森
李明
武军宽
余威
崔阳
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Abstract

一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法，属于薄板轧制技术领域。通过成分与轧制工艺控制，获得板卷表层氧化铁皮结构中Fe3O4比例达到80％以上，氧化铁皮厚度＜10um。成分控制：C为0.06-0.14wt％、Si为＜0.2wt％、Mn为1.2-1.6wt％、P为＜0.02wt％、S＜0.010wt％、Nb为0.01-0.05wt％、Alt为0.02-0.06wt％，Si含量＜0.2wt％，余量为Fe；轧制工艺控制：板坯加热温度控制在1230～1270℃，加热时间为3～3.5小时；保证粗除鳞温度在1173℃以上，除鳞系统压力控制在18MPa以上，采用双排除鳞工艺；RT2温度控制在1040-1080℃之间，终轧温度控制在860-880℃，层流采用前冷冷却模式，卷取温度控制在540-580℃。

Description

一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法
技术领域
本发明属于薄板轧制技术领域，特别是涉及一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法，有效控制了510L汽车大梁用黑皮钢表层氧化铁皮厚度与结构。
背景技术
随着汽车行业的不断发展，对钢铁材料的要求也越来越高。在保证良好的综合机械性能的同时，要求钢板具有优良的表面质量。目前，日本新日铁等一些生产厂家提供给汽车厂的汽车大梁板为表面氧化层结合牢固的适合直接冲压大梁的高表面质量钢板，而且已稳定批量生产。汽车厂可以免去酸洗工序，既环保又可降低成本。为此，一汽解放公司准备使用直接冲压钢板，同时拆除酸洗线。这就要求钢厂能够提供满足直接冲压要求的汽车大梁板。目前宝钢也在着手进行此方面的研究，但效果不理想。鞍钢进行了初步的试验工作，但同日本钢板表面比较差距较大。对其进行深入研究，掌握高表面质量钢板氧化层形成机制，同时占领一汽卡车大梁生产市场，意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法，实现了免酸洗、直接冲压汽车大梁，减少汽车大梁生产成本以及对环境的影响。
本发明在满足汽车大梁钢性能的基础上，通过优化汽车大梁钢的化学成分和轧制工艺等，控制汽车大梁钢表面氧化铁皮的厚度与结构。
本发明通过成分与轧制工艺控制，获得板卷表层氧化铁皮结构中Fe3O4比例达到80％以上，氧化铁皮厚度＜10um，满足了汽车厂免酸洗直接冲压生产工艺要求。
510L汽车大梁用黑皮钢的成分控制：成分控制：C为0.06-0.14wt％，Si为＜0.2wt％，Mn为1.2-1.6wt％，P为＜0.02wt％，S＜0.010wt％，Nb为0.01-0.05wt％，Alt为0.02-0.06wt％，Si含量＜0.2wt％，余量为Fe。其中，重点控制Si含量＜0.2wt％。
轧制工艺控制：板坯加热温度控制在1230-1270℃，加热时间为3-3.5小时；保证粗除鳞温度在1173℃以上，除鳞系统压力控制在18MPa以上，采用双排除鳞工艺；RT2温度控制在1040-1080℃之间，终轧温度控制在860-880℃，层流采用前冷冷却模式，卷取温度控制在540-580℃。
本发明采用低碳的成分设计，旨在提高钢板的冷弯性能和焊接性能，添加适量的Nb微合金，利用控轧控冷细化晶粒，获得合适的强度与延伸性能，满足其使用性能。采用了低Si的成分设计，减少钢坯加热过程中在氧化铁皮层和基体之间形成Fe2SiO4的量，有利于粗除鳞的彻底清除粗生氧化铁皮，避免带钢表面红色氧化铁皮缺陷。
本发明采用高温快轧、低温卷取的工艺思路。保证板坯的粗除鳞温度大于Fe2SiO4的熔点1173℃，在粗轧阶段采用双排多道次高压水除鳞，彻底去除表层氧化铁皮；精轧阶段采用高温快轧的思路，防止FeO层发生破碎，保证精轧期间带钢表层氧化铁皮的形变能力，在精轧后获得薄而完整的氧化铁皮；采用前冷的层冷模式，控制精轧后带钢表层氧化铁皮进入FeO向Fe3O4共析反应区，保证在540-580℃的卷取条件下，FeO基本转变为Fe3O4。
本发明的技术效果
在采用该发明之前，510L汽车大梁用黑皮钢的表面氧化铁皮较厚，Fe3O4的比例不足60％，而且表层易出现红色氧化铁皮，如附图1和附图2所示，附图2中深黑色物质为未转变的FeO。采用该发明之后，510L汽车大梁用黑皮钢表面氧化铁皮厚度不足10um，氧化铁皮中Fe3O4的比例达到80％以上，在一汽测定黑皮钢氧化铁皮黏附性的冷弯试验中，表现良好，完全满足客户要求，如附图3、附图4和附图5所示。
附图说明
图1采用本发明前，510L表面严重红色氧化铁皮缺陷。
图2采用本发明前，510L板卷表面氧化铁皮截面形貌。
图3采用本发明后，510L黑皮钢表面形貌。
图4采用本发明后，510L黑皮钢板卷表面氧化铁皮截面形貌。
图5采用本发明后，510L黑皮钢在黏附性弯曲试验后的表面形貌。
图6示例中钢号1板卷表面氧化铁皮截面形貌。
图7示例中钢号2板卷表面氧化铁皮截面形貌。
图8示例中钢号1板卷在黏附性弯曲试验后的表面形貌。
图9示例中钢号2板卷在黏附性弯曲试验后的表面形貌。
具体实施方式
按照510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法，生产板卷1和2。化学成分控制如表1所示，轧制工艺参数如表2所示，板卷力学性能如表3所示。
两卷510L汽车大梁用黑皮钢的氧化铁皮厚度分别为8.1和8.5um，氧化铁皮结构中Fe3O4的比例分别控制在80.5％和84％，表面氧化铁皮形貌如附图6和附图7所示。在进行黏附性弯曲试验时，无氧化铁皮剥落，满足冲压成型要求，如附图8和附图9所示。
表1板卷成分控制(Wt.％)余量：Fe
  钢号   C   Si   Mn   P   S   Als   Nb
  1   0.106   0.15   1.2   0.014   0.004   0.039   0.02
  2   0.1   0.15   1.28   0.01   0.003   0.037   0.021
表2轧钢工艺控制
Figure BDA0000046087750000031
表3510L汽车大梁用黑皮钢力学性能
  钢号   厚度/mm   屈服强度/MPa   抗拉强度/MPa   延伸率/％
  1   6   460   555   30.0
  2   6   480   545   34.0

Claims (1)

1.一种510L汽车大梁用黑皮钢的生产方法，通过成分与轧制工艺控制，获得板卷表层氧化铁皮结构中Fe3O4比例达到80％以上，氧化铁皮厚度＜10um；
成分控制：C为0.06-0.14wt％，Si为＜0.2wt％，Mn为1.2-1.6wt％，P为＜0.02wt％，S＜0.010wt％，Nb为0.01-0.05wt％，Alt为0.02-0.06wt％，Si含量＜0.2wt％，余量为Fe；
轧制工艺控制：板坯加热温度控制在1230～1270℃，加热时间为3～3.5小时；保证粗除鳞温度在1173℃以上，除鳞系统压力控制在18MPa以上，采用双排除鳞工艺；RT2温度控制在1040-1080℃之间，终轧温度控制在860-880℃，层流采用前冷冷却模式，卷取温度控制在540-580℃。
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