CN103993149B - 冷轧钢板及其制备方法和热镀铝锌合金钢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成本较低、强度高且表面质量较好的热镀铝锌合金钢板及其制备方法，以及用于制备该热镀铝锌合金钢板的冷轧钢板及其制备方法。所述冷轧钢板的制备方法包括：将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火，其中，所述卷取温度为570-630℃；所述冷轧的压下率为75-85％；所述退火的条件包括：温度为630-680℃，时间为30-70s；所述板坯的组成为：C：0.01-0.08重量％，Si：≤0.05重量％，Mn：0.1-0.4重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.02重量％，Nb：0.01-0.05重量％，Al：0.02-0.08重量％，余量为Fe和不可避免杂质。

Description

冷轧钢板及其制备方法和热镀铝锌合金钢板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种冷轧钢板及其制备方法，以及由该冷轧钢板制得的热镀铝锌合金钢板及其制备方法。

背景技术

近年来，随着节能减排、降低能耗、提高产品稳定安全性的不断要求，建筑结构用、家电用热镀铝锌板也有向高强度、高表面质量发展。

CN101352946A公开了一种深冲热镀铝锌钢板/带及其生产方法。其基板成分(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；通过脱脂处理、退火处理和热镀，获得成品屈服强度达到140-220MPa，抗拉强度达到260-350MPa。但是，该热镀铝锌钢板不能满足建筑结构用、家电用热镀铝锌合金板所需的薄镀层、高强度、高表面质量要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的镀铝锌合金钢板强度较低的缺陷，提供一种成本较低、强度高且表面质量较好的热镀铝锌合金钢板及其制备方法，以及用于制备本发明的热镀铝锌合金钢板的冷轧钢板及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种冷轧钢板的制备方法，该方法包括：将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火，其中，

所述卷取温度为570-630℃；

所述冷轧的压下率为75-85％；

所述退火的条件包括：温度为630-680℃，时间为30-70s；

所述板坯的组成为：C：0.01-0.08重量％，Si：≤0.05重量％，Mn：0.1-0.4重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.02重量％，Nb：0.01-0.05重量％，Al：0.02-0.08重量％，余量为Fe和不可避免杂质。

本发明还提供由上述方法制得的冷轧钢板。

本发明还提供一种热镀铝锌合金钢板的制备方法，其中，该方法包括将上述的冷轧钢板经过热浸镀铝锌附着上镀铝锌合金层。

本发明还提供由上述热镀铝锌合金钢板的制备方法制得的热镀铝锌合金钢板。

通过上述技术方案，本发明可以低成本地获得一种具有成品力学性能达到屈服强R_eL≥750MPa、抗拉强度R_m≥780MPa、表面质量特征为FC级以上的热镀铝锌合金钢板，具有优良的市场前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的冷轧钢板的制备方法包括：将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火，其中，所述卷取温度为570-630℃；所述冷轧的压下率为75-85％；所述退火的条件包括：温度为630-680℃，时间为30-70s；所述板坯的组成为：C：0.01-0.08重量％，Si：≤0.05重量％，Mn：0.1-0.4重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.02重量％，Nb：0.01-0.05重量％，Al：0.02-0.08重量％，余量为Fe和不可避免杂质。

在本发明中，尽管当板坯的组成在上述范围内时就可以获得较好强度的冷轧钢板以及由该冷轧钢板制得较好的强度和表面质量的热镀铝锌合金钢板，但是为了获得增强所获得的冷轧钢板和热镀铝锌合金钢板的性能，优选情况下，所述板坯的组成为：C：0.02-0.07重量％，Si：0.01-0.04重量％，Mn：0.15-0.35重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.02重量％，Nb：0.015-0.045重量％，Al：0.04-0.06重量％，余量为Fe和不可避免杂质。

本发明选择冷轧基板化学成分及其范围的原因如下：

碳(C)是影响钢板性能的重要元素，当碳含量增加时，钢板强度提高，但成形性能和焊接性能降低。考虑到上述因素，需要将C元素的含量控制在0.01-0.08重量％的范围内。

锰(Mn)是固溶强化元素，增加锰含量可以提高强度，同时与硫结合成MnS，防止因形成FeS所造成的热裂纹，但是Mn含量过高，会影响钢的焊接性能。考虑到上述因素，需要将Mn元素的含量控制在0.1-0.4重量％的范围内。

磷(P)元素是经济有效的固溶强化元素，增加磷含量可以提高强度，但磷元素过多易在晶界偏析，造成冷脆。考虑到上述因素，需要将磷元素的含量控制在≤0.025重量％的范围内。

铌(Nb)具有细化晶粒的作用，从该方面来考虑，需要将铌含量控制在0.01-0.05重量％的范围内。

铝(Al)元素主要作用是脱除钢中的氧，避免在凝固过程中形成非金属夹杂物，同时以氮化铝的形式固定钢中的氮，但过高的铝将影响钢的焊接性能以及镀层附着力，因此，铝含量需要控制在0.02-0.08重量％的范围内。

硅(Si)元素和硫(S)元素作为不可避免的杂质而残留存在，因为随着硅含量的增加，热处理后钢板表面硅富集明显，影响钢板的可镀性，造成钢板表面漏镀点缺陷，影响钢板的耐蚀性和表面质量；硫对钢板的塑性产生不利的影响，易造成热脆，考虑到上述因素，需要将硅(Si)元素和硫(S)元素的含量控制在上述范围内。

根据本发明，所述板坯可以采用本领域的公知的制备连铸坯的方法进行制备，例如可以通过高炉炼铁、铁水预处理、转炉冶炼、钢包内脱氧、合金化炉后精炼、LF电加热、RH真空处理以及板坯连铸后获得所述连铸坯。其具体制备的条件为本领域所公知。

根据本发明，优选情况下，所述热轧包括粗轧和精轧。

优选地，所述粗轧的开扎温度为1200-1280℃，更优选为1225-1255℃。优选地，所述粗轧的终轧温度为1140-1220℃，更优选为1150-1210℃。另外，为了达到热轧的粗轧所需要的起始温度，可以在粗轧前先将连铸坯在加热机中进行加热，加热至连铸坯进行粗轧时所需的温度。

优选地，所述粗轧后的中间板坯的厚度为30-35mm，更优选为32.5-35mm。

优选地，所述精轧的开轧温度1090-1170℃，更优选为1110-1160℃。优选地，所述精轧的终轧温度为830-890℃，更优选为835-880℃。

优选地，所述精轧后的中间板坯的厚度为2-5mm，更优选为2-4mm，最优选为2.5-3.5mm。

根据本发明，优选情况下，该方法还包括：在所述精轧之后且在卷取之前，以20-35℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至卷取的温度；更优选地，在所述精轧之后且在卷取之前，以20-30℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至卷取的温度。

根据本发明，所述冷却可以采用本领域所公知的各种方法进行，例如可以通过层流水进行冷却。

根据本发明，优选情况下，所述卷取的温度为580-625℃。

根据本发明，优选情况下，所述冷轧的压下率为77-83％。

根据本发明，优选情况下，所述退火的条件包括：温度为645-670℃，时间为40-65s。

本发明中为了获得表面质量更为优越的热镀铝锌合金钢板，优选在退火前对所得的冷轧钢板进行清洗。所述清洗可以采用本领域常规的钢板的清洗方法，例如碱洗和电解清洗，其目的是为了去除冷轧钢板表面的油污、氧化铁皮、铁粉等影响钢板表面质量的杂质。优选地，所述碱洗的条件包括：清洗液的游离碱度为60-90Pt，温度为65-80℃，时间为40-70s。更优选地，所述碱洗的条件包括：清洗液的游离碱度为72-83Pt，温度为73-78℃，时间为45-65s。优选地，所述电解清洗的条件包括：清洗液的游离碱度为65-85Pt，温度为70-90℃，电流为6500-7500A，时间为45-75s。更优选地，所述电解清洗的条件包括：清洗液的游离碱度为80-83Pt，温度为75-87℃，电流为6900-7300A，时间为50-70s。

本发明还提供由上述制备方法制得的冷轧钢板。

本发明还提供一种热镀铝锌合金钢板的制备方法，其中，该方法包括将上述冷轧钢板经过热浸镀铝锌附着上铝锌合金层。

根据本发明，所述热浸镀铝锌可以采用连续式热浸镀法，也可以采用间歇式热浸镀法，但为了提高生产率和成材率，本发明优选采用连续式热浸镀法。本发明优选所述热浸镀铝锌的条件包括：锌锅的温度为540-560℃，更优选为545-555℃。

根据本发明，所述热浸镀铝锌所使用的镀液中，铝的含量为52.5-56.5重量％，锌的含量为41.8-46.1重量％，硅的含量为1.4-1.7重量％。

本发明对热镀铝锌合金钢板的铝锌合金层的量并无特别的限定，可以根据具体的对镀铝锌合金钢板的要求进行调整，优选地，每平方米所述热镀铝锌合金钢板上，所述铝锌合金层的重量为80-130g，这里的每平方米所述热镀铝锌合金钢板上的铝锌合金层是指热镀铝锌合金钢板的正反两面的铝锌合金层。

根据本发明，所述制备方法还包括对从锌锅中取出来的钢板上的铝锌熔体进行吹扫，使得钢板上的铝锌合金层分布得更加均匀，优选采用气刀进行吹扫。所述气刀吹扫的条件优选包括：压力12-25KPa，高度为260-350mm，距钢板的垂直距离为22-30mm。

根据本发明，所述制备方法还包括对吹扫后的热镀铝锌合金钢板进行光整和拉矫，所述光整和拉矫可以采用本领域常规的方法，优选地，所述光整延伸率为0.1-0.5％，所述拉矫延伸率为0.1-0.5％。

根据本发明，所述热镀铝锌合金钢板的制备方法通常还包括对所得的钢板进行钝化，本发明优选采用无铬钝化。对所述钝化的方法并没有特别限定，可以为本领域常规的钝化方法。优选地，所述钝化为采用环保无铬钝化液，通过辊涂方式对带钢进行表面处理，所述钝化的条件包括：辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比为120：(55-70)，优选为120：65；上辊辊压为55-120daN；下辊辊压为65-130daN。该条件下，可以保证膜厚均匀稳定，并无明显色差。

本发明还提供由上述方法制得的热镀铝锌合金钢板。

通过本发明的方法得到的热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL≥750MPa，优选为780-810MPa；抗拉强度R_m≥780MPa，优选为820-890MPa。所述热镀铝锌合金钢板具有的表面质量特征为FC级以上，具有优良的市场前景。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中，屈服强度R_eL、抗拉强度R_m测试方法按照GBT228-2002金属材料室温拉伸试验方法进行；采用GB/T2518-2008中规定的方法对热镀铝锌合金钢板的表面质量特征进行判定。

实施例1

本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀铝锌合金钢板及其制备方法。

在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯(厚度为200mm)，其组成成分见表1。将该板坯加热至1229℃进行粗轧，粗轧的终轧温度为1160℃，粗轧后的中间板坯的厚度为32.9mm，将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取，然后进行精轧，精轧的开轧温度为1115℃，精轧的终轧温度为840℃，精轧后的中间板坯的厚度为2.5mm；随后以25℃/s的冷速冷却到585℃进行卷取；再在冷轧机上以80％的压下率，将其冷轧至0.5mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗，碱洗条件为：游离碱度控制在75Pt，温度为78℃，时间为55s；电解清洗的条件为：游离碱度控制在80Pt，温度为75℃，电解电流控制在7000A，时间为60s。然后在657℃下退火55s，再进入550℃的锌锅(锌锅中镀液的成分为：铝含量为54.5重量％，锌含量为43.9重量％，硅的含量为1.6重量％)。钢板出锌锅后进行气刀吹扫，气刀吹扫的条件为：压力20KPa，高度为290mm，距钢板的垂直距离为28mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化，其中，光整延伸率0.42％，拉矫延伸率0.43％，钝化的条件包括：辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊，再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120：65，上辊辊压为85daN，下辊辊压为100daN。由此得到热镀铝锌合金钢板，其中，相对于每平方米的冷轧钢板，所述铝锌合金层的重量为100g(两面的铝锌合金层)。所得热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m和表面质量特征的测定结果见表2。

实施例2

本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀铝锌合金钢板及其制备方法。

在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯(厚度为200mm)，其组成成分见表1。将该板坯加热至1235℃进行粗轧，粗轧的终轧温度为1188℃，粗轧后的中间板坯的厚度为33.6mm，将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取，然后进行精轧，精轧的开轧温度为1155℃，精轧的终轧温度为875℃，精轧后的中间板坯的厚度为2.5mm；随后以30℃/s的冷速冷却到620℃进行卷取；再在冷轧机上以78％的压下率，将其冷轧至0.55mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗，碱洗条件为：游离碱度控制在83Pt，温度为78℃，时间为45s；电解清洗的条件为：游离碱度控制在80Pt，温度为85℃，电解电流控制在7300A，时间为70s。然后在648℃下退火63s，再进入552℃的锌锅(锌锅中镀液的成分为：铝含量为53.5重量％，锌含量为45.0重量％，硅的含量为1.5重量％)。钢板出锌锅后进行气刀吹扫，气刀吹扫的条件为：压力23KPa，高度为280mm，距钢板的垂直距离为25mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化，其中，光整延伸率0.38％，拉矫延伸率0.39％；钝化的条件包括：辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊，再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120：65，上辊辊压为90daN，下辊辊压为95daN。由此得到热镀铝锌合金钢板，其中，相对于每平方米的冷轧钢板，所述铝锌合金层的重量为90g(两面的铝锌合金层)。所得热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m和表面质量特征的测定结果见表2。

实施例3

本实施例用于说明本发明的冷轧钢板及其制备方法和热镀铝锌合金钢板及其制备方法。

在转炉冶炼、经LF炉Ca处理、RH脱碳和连铸获得本发明的板坯(厚度为200mm)，其组成成分见表1。将该板坯加热至1250℃进行粗轧，粗轧的终轧温度为1208℃，粗轧后的中间板坯的厚度为34.5mm，将粗轧后的中间板坯通过热卷箱卷取，然后进行精轧，精轧的开轧温度为1142℃，精轧的终轧温度为850℃，精轧后的中间板坯的厚度为3.5mm；随后以22℃/s的冷速冷却到600℃进行卷取；再在冷轧机上以82％的压下率，将其冷轧至0.6mm的厚度。然后将该冷轧钢板进行碱洗和电解清洗，碱洗条件为：游离碱度控制在72Pt，温度为73℃，时间为60s；电解清洗的条件为：游离碱度控制在83Pt，温度为87℃，电解电流控制在6900A，时间为50s。然后在669℃下退火48s，再进入548℃的锌锅(锌锅中镀液的成分为：铝含量为53.5重量％，锌含量为44.9重量％，硅的含量为1.6重量％)。钢板出锌锅后进行气刀吹扫，气刀吹扫的条件为：压力15KPa，高度为320mm，距钢板的垂直距离为28mm。再进行光整、拉矫和无铬钝化，其中，光整延伸率0.25％，拉矫延伸率0.25％；钝化的条件包括：辊涂机通过蘸液辊将环保型无铬钝化液传递到涂敷辊，再通过涂敷辊转动均匀涂在钢板表面。辊涂涂敷辊与蘸液辊的辊速比120：65，上辊辊压为75daN，下辊辊压为78daN。由此得到热镀铝锌合金钢板，其中，相对于每平方米的冷轧钢板，所述铝锌合金层的重量为115g(两面的铝锌合金层)。所得热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m和表面质量特征的测定结果见表2。

对比例1

按照实施例1的方法进行，所不同的是，板坯的组成成分不同，具体见表1所示，所得热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m和表面质量特征的测定结果见表2。

对比例2

根据实施例1的方法进行，所不同的是，卷取温度为560℃，所得热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m和表面质量特征的测定结果见表2。

对比例3

根据实施例1的方法进行，所不同的是，在700℃下退火40s，所得热镀铝锌合金钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m和表面质量特征的测定结果见表2。

表1

表2

通过上述表2可知，通过本发明的方法能够获得一种强度高且表面质量较好的热镀铝锌合金钢板。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种冷轧钢板的制备方法，该方法包括：将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火，其特征在于，

所述热轧包括粗轧和精轧，所述粗轧的开轧温度为1200-1280℃，所述粗轧的终轧温度为1140-1220℃；所述精轧的开轧温度1090-1170℃，所述精轧的终轧温度为830-890℃；

所述卷取温度为570-630℃；

所述冷轧的压下率为75-85％；

所述退火的条件包括：温度为630-680℃，时间为30-70s；

所述板坯的组成为：C：0.01-0.08重量％，Si：≤0.05重量％，Mn：0.1-0.4重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.02重量％，Nb：0.01-0.05重量％，Al：0.02-0.08重量％，余量为Fe和不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述板坯的组成为：C：0.02-0.07重量％，Si：0.01-0.04重量％，Mn：0.15-0.35重量％，P：≤0.025重量％，S：≤0.02重量％，Nb：0.015-0.045重量％，Al：0.04-0.06重量％，余量为Fe和不可避免杂质。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精轧后的中间板坯的厚度为2-5mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：在所述精轧之后且在卷取之前，以20-35℃/s的冷却速度将精轧后得到的中间板坯冷却至卷取的温度。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述卷取的温度为580-625℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷轧的压下率为77-83％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述退火的条件包括：温度为645-670℃，时间为40-65s。

8.由权利要求1-7中任意一项所述的方法制得的冷轧钢板。

9.一种热镀铝锌合金钢板的制备方法，其特征在于，该方法包括将权利要求8所述的冷轧钢板经过热浸镀铝锌附着上铝锌合金层。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述热浸镀铝锌所使用的镀液中，铝的含量为52.5-56.5重量％，锌的含量为41.8-46.1重量％，硅的含量为1.4-1.7重量％。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，相对于每平方米的钢板基材，所述铝锌合金层的重量为80-130g。

12.由权利要求9或10所述的制备方法制得的热镀铝锌合金钢板。