CN103769431A - 一种汽车外板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车外板的生产方法，通过控制退火前冷硬钢板表面粗糙度和退火后进行两道次平整处理，在确保钢板表面平均粗糙度Ra值达到冲压要求的情况下，可以获得很低的表面波纹度WCA。其钢板表面的平均粗糙度Ra可以控制在0.8μm到1.6μm之间，滤波中心线波纹度WCA可以控制在0.6μm到0.3μm之间，有利于改善汽车外板的涂装质量，提高冲压性能，降低产品的不良率，满足汽车厂的使用要求。

Description

一种汽车外板的生产方法
技术领域
本发明属于金属材料加工领域，具体涉及一种汽车外板的生产方法。
背景技术
汽车外板对冲压性能和涂装性能有很高的要求，而汽车外板的表面微观凹凸形貌对其冲压性能和涂装性能有极大影响。在现有技术中，汽车外板一般采用连续酸洗、连续冷轧、连续退火、平整光整的生产流程。
一方面，汽车外板的表面需要有一定的微观凹凸的粗糙度。这是因为钢板表面的微观凹凸可以提高冲压模具的存油能力，使得冲压时的滑动摩擦力减小，有利于产品的冲压成形，也可以保护冲压模具。
另一方面，对于汽车外板的后续涂装工序而言，很重要的指标是要获得鲜艳的涂装表面。如果仅仅考虑提高涂镀后的鲜艳程度，可以将钢板表面加工成光滑表面，但是这与提高钢板的冲压成形性能产生了矛盾。
由于涂镀膜本身对钢板表面微观凹凸形貌的覆盖作用，短周期的微观凹凸形貌被涂膜覆盖住，不影响涂镀后的钢板表面鲜艳程度，而周期超过100μm的长周期凹凸形貌则无法被涂膜覆盖住，会恶化涂镀后的钢板表面鲜艳程度。因此，对涂镀后表面鲜艳程度有影响的是波长较长的微观凹凸形貌，而短波长的微观凹凸形貌即粗糙度Ra的影响很小。
作为应对方法，一般可以将汽车外板表面的滤波中心线波纹度WCA控制到一定值以下，以获得涂镀后鲜艳的表面。这里所说的滤波中心线WCA是指GB/T2523-2008中规定的参数，代表把短波长部分抑制后的表面微观凹凸形貌算术平均高度。
为了使汽车外板表面形成微观凹凸形貌，使得表面平均粗糙度Ra满足冲压成形要求，可以采取平整轧制的工艺。其方法是在平整轧制的工作辊表面形成微观凹凸的形貌，然后对钢板施加0.5-2%的塑性延伸，利用轧辊咬入钢板时的压力，在钢板表面复制上轧辊表面的微观凹凸形貌。
使平整轧制辊表面获得微观凹凸形貌的加工方法包括喷丸处理、电火花放电处理、激光加工、电子束加工等各种加工方法。
为了获得足够的表面粗糙度以保证钢板的冲压成形性能，钢板表面平均粗糙度Ra往往要求在0.8μm到1.6μm之间，这样平整工序的工作轧辊表面平均粗糙度Ra就要求在2.5μm到5.0μm之间。然而表面平均粗糙度Ra和平整后钢板表面滤波中心线波纹度WCA之间是正相关的关系。如果使用较大粗糙度的轧辊进行平整轧制，则很难获得较低的钢板表面滤波中心线波纹度WCA。正因为这种矛盾关系，因此需要对现有的技术进行进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车外板的生产方法，控制钢板表面较高的平均粗糙度Ra，获得较低的表面滤波中心线波纹度WCA，以满足汽车用户对外板的冲压和涂装需要。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车外板的生产方法，包括如下步骤：
将铁水冶炼获得板坯；
将所述板坯加热后经粗轧、精轧获得热轧板，然后将所述热轧板冷却后卷取成热轧卷；
将所述热轧卷冷轧获得表面平均粗糙度Ra在1.0μm-1.6μm之间的冷硬卷；
将所述冷硬卷经连续退火和热镀锌后，再经两道次平整处理得到表面平均粗糙度Ra在0.8μm-1.6μm之间、表面滤波中心线波纹度WCA在0.3μm-0.6μm之间的钢板。
进一步地，所述两道次平整处理的第一道次平整所用工作辊的表面平均粗糙度Ra为2.5μm-4.5μm，所述第一道次平整的延伸率为0.8-1.4%。
进一步地，所述两道次平整处理的第二道次平整所用工作辊的表面平均粗糙度Ra为1.0μm-1.8μm，所述第二道次平整的延伸率为0.1-0.3%。
本发明提供的一种汽车外板的生产方法，能够在保持较高的钢板表面粗糙度的情况下获得较低的表面滤波中心线波纹度WCA，满足汽车用户对外板的冲压和涂装需要，降低后续生产的不良率，提高生产效率。
具体实施方式
本发明提供了一种汽车外板的生产方法，包括：
将铁水冶炼获得板坯；
将所述板坯加热后经粗轧、精轧获得热轧板，然后将所述热轧板冷却后卷取成热轧卷；
将所述热轧卷冷轧获得表面平均粗糙度Ra在1.0μm-1.6μm之间的冷硬卷；
将所述冷硬卷经连续退火和热镀锌后，再经两道次平整处理得到表面平均粗糙度Ra在0.8μm-1.6μm之间、表面滤波中心线波纹度WCA在0.3μm-0.6μm之间的钢板。
其中，第一道次平整所用工作辊的表面平均粗糙度Ra为2.5μm-4.5μm，第一道次平整的延伸率为0.8-1.4%。
其中，第二道次平整所用工作辊的表面平均粗糙度Ra为1.0μm-1.8μm，第二道次平整的延伸率为0.1-0.3%。
通常认为，连续退火汽车外板表面的平均粗糙度由平整处理工艺决定，因此对连续退火前的冷硬板表面粗糙度没有控制要求。但是实际生产中发现，连续退火前的冷硬卷表面平均粗糙度Ra与连续退火后钢板表面的平均粗糙度Ra有正相关性。冷硬板表面平均粗糙度Ra值低于1.0μm时，对连续退火后钢板表面的平均粗糙度Ra影响较小。如果冷硬板表面平均粗糙度Ra值超过1.6μm，考虑到冷硬板的强度远远超过连续退火后的钢板，则要求冷轧工作辊表面的粗糙度≥7μm，容易在冷轧生产过程中造成粘钢缺陷和表面划伤缺陷，不利于连续稳定生产，而且难以加工实现。因此，本发明提供的汽车外板的生产方法中，选择冷硬钢板表面平均粗糙度Ra值范围为1.0μm到1.6μm。
本发明提供的汽车外板的生产方法，采用了连续退火后两道次平整处理工艺。在第一道平整处理过程中，平整机工作辊的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA都会以一定的比例复制到带钢表面。经过第一道平整处理，带钢表面的平均粗糙度Ra可达到希望的范围，但是表面滤波中心线波纹度WCA将明显偏高。随后经过第二道平整处理，使用小的平整延伸率和小的表面平均粗糙度的工作辊进行平整轧制，在几乎不改变带钢表面平均粗糙度Ra的情况下，将带钢表面的长周期微观凹凸磨平，降低带钢表面的滤波中心线波纹度WCA到要求范围内。
因此，在第一道平整处理中，选择使用的工作辊的表面平均粗糙度Ra范围为2.5μm到4.5μm，可以确保在0.5-2%的平整延伸率下获得0.8μm到1.6μm之间的钢板表面平均粗糙度。
如果第二道平整处理所用的工作辊表面平均粗糙度Ra高于1.8μm，则将使得钢板经过平整后的滤波中心线波纹度WCA超过0.6μm。如果第二道平整处理所用的工作辊表面平均粗糙度Ra低于1.0μm，则容易使得钢板经过平整后的平均粗糙度Ra低于0.7μm，不利于后续冲压成形。因此，在第二道平整处理中，选择使用的工作辊的表面平均粗糙度Ra范围为1.0μm到1.8μm。
如果第二道平整处理所用的平整延伸率高于0.3%，则会对钢板表面的平均粗糙度有较大影响，容易使得钢板经过该道次平整后的平均粗糙度Ra低于0.8μm，不利于后续冲压成形。如果第二道平整处理所用的平整延伸率低于0.1%，则无法磨平钢板表面的长周期微观凹凸，无法降低带钢表面的滤波中心线波纹度WCA。因此，在第二道平整处理中，选择使用的平整延伸率为0.1-0.3%。
下面结合具体实施例对本发明提供的汽车外板的生产方法进行说明。
实施例1：
生产钢板的厚度为0.7mm，冷硬钢板的表面粗糙度为1.0μm。经过连续退火后进行两道次的平整轧制处理，第一道的平整延伸率为0.8%，第一道的平整辊表面平均粗糙度Ra分别选择2.5μm、3.5μm和4.5μm三种，第二道的平整延伸率分别选择0.1%和0.3%两种，第二道的平整辊表面平均粗糙度Ra分别选择1.0μm、1.4μm和1.8μm三种，按照所选取的第一道、第二道的平整辊表面平均粗糙度Ra和第一道、第二道的平整延伸率参数分别组合后进行生产，最终生产得到18种钢板。
分别测量得到的18种钢板的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA，其测量方法是在下述测量条件下：
测量探头端部半径：5μm
测量长度：48mm
滤波波长：0.8mm和8mm
驱动速度：0.5mm/s
滤波器：50%高斯滤波器
使用Hommel T8000的表面粗糙度仪分别在钢板上随机选取三个位置进行测量，分别测定18种钢板的Ra和WCA，取所得测量值的算术平均值，分别计算得到18种钢板的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA。所得18种钢板的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA如表1所示。
表1
Figure BDA0000450479970000061
实施例2：
生产钢板的厚度为1.2mm，冷硬钢板的表面粗糙度为1.6μm。经过连续退火后进行两道次的平整轧制处理，第一道的平整延伸率为1.0%，平整辊表面平均粗糙度Ra为4.5μm，第二道的平整延伸率分别选择0.1%和0.3%两种，平整辊表面平均粗糙度Ra分别选择1.0和1.8μm两种。其他过程与实施例1相同。得到的4种钢板的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA如表2所示。
表2
实施例3：
冷硬钢板的表面粗糙度为1.2μm。经过连续退火后进行两道次的平整轧制处理，第一道的平整延伸率分别选择1.0%和1.4%两种，平整辊表面平均粗糙度Ra为和3.0μm，第二道的平整延伸率为0.3%，平整辊表面平均粗糙度Ra分别选择1.4μm和1.8μm两种。其他过程与实施例1相同。得到的4种钢板的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA如表3所示。
表3
Figure BDA0000450479970000072
Figure BDA0000450479970000081
从上述各实施例得到的各种钢板的表面平均粗糙度Ra和滤波中心线波纹度WCA可以看出，本发明提供的汽车外板的生产方法，能够在保持较高的钢板表面粗糙度的情况下获得较低的表面滤波中心线波纹度WCA，因此能够满足汽车用户对外板的冲压和涂装需要，降低后续生产的不良率，提高生产效率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种汽车外板的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铁水冶炼获得板坯；
将所述板坯加热后经粗轧、精轧获得热轧板，然后将所述热轧板冷却后卷取成热轧卷；
将所述热轧卷冷轧获得表面平均粗糙度Ra在1.0μm-1.6μm之间的冷硬卷；
将所述冷硬卷经连续退火和热镀锌后，再经两道次平整处理得到表面平均粗糙度Ra在0.8μm-1.6μm之间、表面滤波中心线波纹度WCA在0.3μm-0.6μm之间的钢板。
2.根据权利要求1所述汽车外板的生产方法，其特征在于：所述两道次平整处理的第一道次平整所用工作辊的表面平均粗糙度Ra为2.5μm-4.5μm，所述第一道次平整的延伸率为0.8-1.4%。
3.根据权利要求1所述汽车外板的生产方法，其特征在于：所述两道次平整处理的第二道次平整所用工作辊的表面平均粗糙度Ra为1.0μm-1.8μm，所述第二道次平整的延伸率为0.1-0.3%。
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