CN103805853B - 一种高强度热镀锌捆带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种高强度热镀锌捆带，其组分及重量百分比为：C：0.25~0.35%，Mn：0.80~1.60%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Ti：0.030~0.050%，Als：0.030~0.060%；生产步骤：经冶炼并连铸成坯、对铸坯加热；粗轧；精轧；卷取；常规电解脱脂；冷轧；制带。本发明厚度为0.60？mm，抗拉强度不低于980？MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5？mm)，无分层脆断现象，置于室内大气环境中180天不发生明显锈蚀的前提下，还可以精确控制锌层的厚度和均匀性，并在热镀过程中能同时调节力学性能，取消钝化、涂油等后续工序，使工艺缩短，降低能耗。

Description

一种高强度热镀锌捆带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种高强度热镀锌捆带及其生产方法。

背景技术

高强度热镀锌捆带是一种具有广阔市场前景的冷轧深加工产品，广泛用于冷轧汽车板和硅钢片等高附加值钢材的打捆包装。一般应具有“抗拉强度不低于950MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象，六个月不发生明显锈蚀”等特点。

目前，市场供应的主要是普通的发蓝捆带和涂漆捆带。由于发蓝膜和漆膜的耐蚀能力有限，产品的使用周期一般不超过两个月。捆带表面一旦出现锈蚀，不仅容易发生断带，降低捆扎的安全性，也极大影响钢卷的整体外观形象，使美感丧失，减少了附加值。相对来说，镀锌捆带因具有较强的耐蚀能力，以及美丽的金属光泽，只要再同时具有合格的力学性能，在捆扎冷轧汽车板和硅钢片时，就完全可以做到“保证安全储运，提升产品档次”。

对于镀锌工艺来说，主要有涂锌、电镀锌和热镀锌三种。其中，涂锌工艺比较简单，能耗较低。但主要采用的是含有锌粉的油漆，在涂漆时锌层厚度很难做到精确控制，均匀性较差，附着力不强，导致锌层容易脱落，削弱了捆带的耐蚀性。电镀锌工艺操作复杂，工序流程长需要进行钝化、涂油等后工序处理，且所得到的锌层较薄，捆带也容易发生锈蚀。本申请人根据上述存在的不足，经大量分析研究及试验，采用热镀锌工艺。热镀锌工艺容易形成生产规模，形成的锌层较厚，附着力强、均匀性好、耐蚀性能优良，锌层厚度还可以精确控制。同时，热镀锌过程兼有热处理功能，可以同时调节捆带的力学性能，取消后续工序。截至目前，有关热镀锌捆带的研究还鲜见报道。

公开号为CN101734422A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥800MPa的镀锌捆带的生产方法。其原料采用常规钢种Q235B，通过涂锌工艺生产出抗拉强度为800MPa，延伸率为6%的中等强度镀锌捆带。由于其强度太低，产品性能完全达不到使用要求。同时，该工艺难以精确控制锌层的厚度和均匀性，因而产品的耐蚀能力较差。本发明中采用热镀锌工艺，可以精确控制锌层的厚度和均匀性，提高产品的耐蚀能力，并且力学性能要大大优于该文献，完全满足捆扎冷轧汽车板和硅钢片的要求。

公开号为US005656103A的美国专利，公开了一种镀锌捆带原料的生产方法。其原料钢种采用如下设计：C：0.20~0.25%，Mn：0.30~0.60%，Si≤0.10%，P≤0.04%，S≤0.05%，B和N比例范围1.07~1.43。冷轧后无需热处理。镀锌捆带的抗拉强度可以达到900~1100MPa，延伸率为0~4%。由于该产品的延伸率太低，打捆包装时发生断裂的可能性非常大。此外，其原料钢种中Si含量较高，产品的表面质量不佳，影响锌层的附着力和耐蚀性。本发明中，Si含量较低，产品的表面质量更好，锌层的附着力和耐蚀性更强，并且延伸率要大大优于对比文件，发生断带的可能性较低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种满足高附加值冷轧汽车板和硅钢片打捆包装需要的一种高强度热镀锌捆带及其生产方法。其在保证抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象，耐蚀性能良好产品的前提下，简化工艺，降低能耗。

本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，通过优化选择，提出原料中添加少量合金元素Ti及采用热镀锌的生产工艺。一方面，添加少量的Ti，可以细化晶粒，提高产品的强度，平衡塑性和韧性。同时，有助于改善产品的表面质量和焊接性能。另一方面，采用热镀锌工艺，可以精确控制锌层的厚度和均匀性，提高产品的耐蚀能力，并在热镀过程中同时调节了力学性能，取消钝化、涂油等后续工序，使工艺缩短，降低能耗。

实现上述目的的措施：

一种高强度热镀锌捆带，其组分及重量百分比为：C：0.25~0.35%，Mn：0.80~1.60%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Ti：0.030~0.050%，Als：0.030~0.060%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种高强度热镀锌捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯、及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1100~1200°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为950~1050°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.0±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度在580~650°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于620MPa，

延伸率不低于30%；

5）进行常规电解脱脂；

6）进行冷轧：进行6道次反复轧制，控制压下率为68~72%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.60±0.01mm，抗拉强度不低于1050MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为400~500°C内热镀锌，镀锌时间为30~60s，并通过气刀精确控制锌层厚度；

C、进行风冷，冷却至室温；

D、进行常规的水洗、烘干及卷取。

本发明中各元素及主要工序的作用：

碳：碳(C)是影响捆带力学性能的重要元素。C含量高于0.35%，捆带的强度和硬度也迅速提高，但脆性也随之增加，同时也极大影响热镀锌效果。C含量低于0.25%，又很难保证产品的强度和硬度。因此，在本发明中，C含量要求控制在0.25~0.35%。

锰：锰(Mn)是钢中的有益元素，作为脱氧剂，可以有效去除钢液中的氧。同时，通过与钢液中的硫结合形成硫化锰，很大程度上消除了硫在钢中的有害影响。Mn含量高于1.60%，将降低捆带的塑性和韧性。Mn含量低于0.80%，脱氧和除硫的效果变得不佳。因此，在本发明中，Mn含量要求控制在0.80~1.60%。

硅：硅(Si)也是钢中的有益元素，具有很强的固溶强化作用，能提高捆带的强度和硬度。Si含量超过0.010%，将使捆带的塑性和韧性显著下降，同时严重影响产品的表面质量和锌层的附着力。Si含量低于0.001%，将削弱强化作用，影响产品的强度和硬度。因此，在本发明中，Si含量要求控制在不超过0.010%。

磷：磷(P)是钢中的有害元素，容易引起严重的偏析，降低捆带的韧性，导致发生脆断。此外，过高的P含量将显著降低捆带的焊接性能，应尽可能去除。因此，在本发明中，P含量要求控制在≤0.010%。

硫：硫(S)是钢中的有害元素，容易引起热脆，降低捆带的韧性，并严重削弱捆带的焊接性能，应尽可能去除。因此，在本发明中，S含量要求控制在≤0.010%。

钛：钛(Ti)作为合金元素，可以细化晶粒，提高产品的强度，平衡塑性和韧性。同时，加入少量的Ti，有助于改善产品的表面质量和焊接性能。含量低于限定的0.030%，效果不明显。含量高于0.050%，会显著降低捆带的塑性、韧性和表面质量，使钢板性能恶化，并造成生产成本极大增加。因此，在本发明中，Ti含量要求控制在0.030~0.050%。

铝：铝(Al)是钢中的有益元素，作为脱氧剂可以细化晶粒，改善捆带的韧性。因此，在本发明中，Al含量要求控制在0.030~0.060%。

冷轧工序

热轧酸洗卷分切后采用6道次反复轧制，控制总压下率为68~72%，冷轧至厚度为0.60±0.01mm，力学性能：抗拉强度不低于1050MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象，满足后续制带工序的要求。之所以选择6道次轧制，是因为在保证产品性能的前提下，这样既可以达到冷轧原料所需的强度和厚度，又能节约大量的生产时间。轧制道次数过少，各道次压下率就会变得较高，对轧辊和轧机的损伤也较大；轧制道次过多，则会无谓地增加生产时间。

制带工序

冷轧原料在完成开卷、分条并去除毛刺后，进行热镀锌，控制镀锌温度为400~500°C，时间为30~60s，通过气刀精确控制锌层厚度。之所以采用这种工艺，可以精确控制锌层的厚度和均匀性，提高产品的耐蚀能力，并在热镀过程中同时调节了力学性能，取消了后续工序。

与现有的普通捆带相比，本发明在保证产品的厚度为0.60mm，抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，无分层脆断现象，置于室内大气环境中180天不发生明显锈蚀的前提下，还可以精确控制锌层的厚度和均匀性，并在热镀过程中能同时调节力学性能，取消钝化、涂油等后续工序，使工艺缩短，降低能耗。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表；

表2为本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的原料力学性能检测情况列表；

表4为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及产品性能检测情况列表；

表5为本发明各实施例及对比例的使用性能情况列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1）经冶炼并连铸成坯、及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1100~1200°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为950~1050°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.0±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度在580~650°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于620MPa，

延伸率不低于30%；

5）进行常规电解脱脂；

6）进行冷轧：进行6道次反复轧制，控制压下率为68~72%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.60±0.01mm，抗拉强度不低于1050MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为400~500°C内热镀锌，镀锌时间为30~60s，并通过气刀精确控制锌层厚度；

C、进行风冷，冷却至室温；

D、进行常规的水洗、烘干及卷取。

表1本发明各实施例及对比例的化学成分(wt%)

表2本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数

表3本发明各实施例及对比例的原料力学性能

表4本发明各实施例及对比例的制带工艺及产品性能

表5本发明各实施例及对比例的试验性能

从表4及表5中可以看出，本发明申请的捆带，其抗拉强度为980~1020MPa；延伸率为10~12%；反复弯曲次数(R=5mm)为10~12次；锌层厚度为2~4μm。在温度24~28°C、相对湿度47~52%、暴露时间180天的情况下，表面未发生明显锈蚀。产品性能完全满足使用要求。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (2)

1.一种高强度热镀锌捆带，其组分及重量百分比为：C：0.25~0.35%，Mn：0.80~0.9%，

Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Ti：0.030~0.050%，Als：0.030~0.035%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.生产如权利要求1所述的一种高强度热镀锌捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯、及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1100~1200°C；

3）进行精轧，控制精轧温度为950~1050°C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.0±0.1mm；

4）进行卷取，控制卷取温度在625~650°C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于620MPa，

延伸率不低于30%；

5）进行常规电解脱脂；

6）进行冷轧：进行6道次反复轧制，控制压下率为68~72%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为0.60±0.01mm，抗拉强度不低于1050MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为400~500°C内热镀锌，镀锌时间为30~60s，并通过气刀精确控制锌层厚度；

C、进行风冷，冷却至室温；

D、进行常规的水洗、烘干及卷取。