CN104120346B - 冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供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锌钢板及其制备方法。所述冷轧钢板的制备方法包括：将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧和退火，其特征在于，所述卷取温度为730-770℃；所述冷轧的压下率为75-85％；所述退火的条件包括：温度为850-880℃，时间为40-70s；所述板坯的组成为：C：0.001-0.005重量％，Si：≤0.03重量％，Mn：0.1-0.3重量％，P：0.005-0.015重量％，S：0.005-0.02重量％，Al：0.01-0.08重量％，Ti：0.05-0.1重量％，Nb：0.01-0.03重量％，余量为铁和不可避免杂质。通过本发明的方法，能够提供一种屈服强度在120-150MPa范围内、冲压成型性能优良且表面质量较好的热镀锌钢板。

Description

冷轧钢板及其制备方法和热镀锌钢板及其制备方法

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锌钢板及其制备方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，在制备汽车、摩托车领域的深拉延且成形极其复杂的耐腐蚀的零部件上，需要一定屈服强度、且冲压成型性能优良的钢板，并且需要由该钢板得到的热镀锌钢板的表面质量优良。

目前，作为制备特超深冲冷轧钢板的方法，CN101514392A公开了一种深冲与超深冲钢板的连续退火工艺。该工艺包括：钢板在退火前经过清洗，进入连续退火炉，速度150～350m/min，采用氮氢混合气体喷出钢板表面，对钢板进行保护、防止氧化，同时使钢板温度加热至120～180℃；再次对钢板加热，使其温度达到750～780℃，并保温40～70s；然后对钢板进行冷却至400～460℃，并保温60～300s进行过时效处理，随后冷却至常温。由于采用过时效退火工艺，使钢中的碳化物得到充分析出，保证了家电钢板和汽车板冲压性能和超深冲性能。但是，通过该工艺获得的钢板的冲压成型性能还需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的镀锌钢板的冲压成型性能还不够好的缺陷，提供一种屈服强度R_eL在120-150MPa范围内、冲压成型性能优良且表面质量较好的热镀锌钢板及其制备方法，以及用于制备本发明的镀锌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、冷轧和退火，其中，

所述卷取温度为730-770℃；

所述冷轧的压下率为75-85％；

所述退火的条件包括：温度为850-880℃，时间为40-70s；

所述板坯的组成为：C：0.001-0.005重量％，Si：≤0.03重量％，Mn：0.1-0.3重量％，P：0.005-0.015重量％，S：0.005-0.02重量％，Al：0.01-0.08重量％，Ti：0.05-0.1重量％，Nb：0.01-0.03重量％，余量为铁和不可避免杂质。

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锌钢板的制备方法，其中，该方法包括将上述的冷轧钢板经过热浸镀锌附着上镀锌层。

本发明还提供由上述热镀锌钢板的制备方法制得的热镀锌钢板。

通过上述技术方案，本发明提供一种屈服强度R_eL为120-150MPa、抗拉强度R_m为280-300MPa、断后伸长率A₈₀≥48％、塑性应变比r₉₀≥3.1、加工硬化指数n₉₀≥0.29、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值以及表面质量特征为FC级以上的热镀锌钢板。并且成品钢板的显微组织为100％铁素体组织、铁素体晶粒度为8.0级以上且铁素体晶粒尺寸为18-23μμm，特别适合用作汽车、摩托车领域的深拉延且成形极其复杂的耐腐蚀的零部件(例如汽车油箱)的钢板，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。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1制得的热镀锌钢板的显微组织照片。

图2是实施例2制得的热镀锌钢板的显微组织照片。

图3是实施例3制得的热镀锌钢板的显微组织照片。

图4是对比例1制得的热镀锌钢板的显微组织照片。

图5是对比例2制得的热镀锌钢板的显微组织照片。

图6是对比例3制得的热镀锌钢板的显微组织照片。

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、冷轧和退火，其中，所述卷取温度为730-770℃；所述冷轧的压下率为75-85％；所述退火的条件包括：温度为850-880℃，时间为40-70s；所述板坯的组成为：C：0.001-0.005重量％，Si：≤0.03重量％，Mn：0.1-0.3重量％，P：0.005-0.015重量％，S：0.005-0.02重量％，Al：0.01-0.08重量％，Ti：0.05-0.1重量％，Nb：0.01-0.03重量％，余量为铁和不可避免杂质。

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优良的成形性能的冷轧钢板以及由该冷轧钢板制得较好的表面质量的热镀锌钢板，但是为了增强所获得的冷轧钢板和热镀锌钢板的性能，优选情况下，所述板坯的组成为：C：0.002-0.004重量％，Si：0.01-0.02重量％，Mn：0.1-0.25重量％，P：0.006-0.013重量％，S：0.006-0.015重量％，Al：0.035-0.07重量％，Ti：0.06-0.09重量％；Nb：0.01-0.025重量％，余量为铁和不可避免杂质。

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。所述板坯的厚度可以根据所要制备的产品适当地进行选择，例如可以为190-210mm。

根据本发明，所述热轧包括粗轧和精轧。优选地，所述粗轧的开轧温度为1185-1230℃，更优选为1190-1210℃。优选地，所述粗轧的终轧温度为1145-1190℃，更优选为1150-1180℃。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33-36mm，更优选为34-35mm。

优选地，所述精轧的开轧温度1115-1165℃，更优选为1120-1155℃。优选地，所述精轧的终轧温度为890-940℃，更优选为900-925℃。

优选地，所述精轧后的中间板坯的厚度为2-5mm，更优选为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，对热轧后得到的中间板坯进行两步冷却，以15-25℃/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15-23℃/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，优选情况下，上述冷却的冷却方式为层流水冷却。

根据本发明，优选情况下，所述卷取的温度为740-765℃。

根据本发明，优选情况下，所述冷轧的压下率为75-83％。

根据本发明，优选情况下，所述退火的条件包括：温度为860-875℃，时间为45-65s。

本发明中为了获得表面质量更为优越的热镀锌钢板，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，所述碱洗的条件优选包括：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，所述碱洗的条件优选包括：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优选包括：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优选包括：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锌钢板的制备方法，其中，该方法包括将上述冷轧钢板经过热浸镀锌附着上镀锌层。

根据本发明，所述热浸镀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锌的条件包括：锌锅的温度为440-480℃，更优选为455-465℃。

本发明对热镀锌钢板的锌镀层的量并无特别的限定，可以根据具体的对镀锌钢板的要求进行调整，优选地，每平方米所述热镀锌钢板上，所述镀锌层的重量为80-120g，这里的每平方米所述热镀锌钢板上的镀锌层是指镀锌钢板的正反两面的镀锌层。

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锌熔体进行吹扫，使得钢板上的锌镀层分布得更加均匀，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锌钢板进行拉矫，所述拉矫可以采用本领域常规的方法，优选地，所述拉矫延伸率为0.1-0.5％。

根据本发明，所述热镀锌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锌钢板。

通过本发明的方法，通过上述技术方案，本发明提供一种屈服强度R_eL为120-150MPa(优选为120-140MPa)、抗拉强度R_m为280-300MPa(优选为285-300MPa)、断后伸长率A₈₀≥48％(优选为48-52％)、塑性应变比r₉₀≥3.1(优选为3.1-3.4)、加工硬化指数n₉₀≥0.29(优选为0.29-0.31)、塑性应变比加权平均值(优选为2.6-2.9)、加工硬化指数加权平均值(优选为0.28-0.31)以及表面质量特征为FC级以上的热镀锌钢板。并且成品钢板的显微组织为100％铁素体组织、铁素体晶粒度为8.0级以上且铁素体晶粒尺寸为18-23μμm，特别适合用作汽车、摩托车领域的深拉延且成形极其复杂的耐腐蚀的零部件(例如汽车油箱)的钢板，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冷轧钢板的力学性能的测定方法为：屈服强度R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀的测试方法按照GBT228-2002金属材料室温拉伸试验方法进行；塑性应变比r的测试方法按照GBT5027-2007金属材料薄板和薄带塑性应变比(r值)的测定方法进行，加工硬化指数n的测试方法按照GBT5028-2008金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)试验方法进行，板平面中最主要的三个方向是与轧制方向呈0°、45°和90°，相应地用r_0°、r_45°和r_90°表示，即塑性应变比加权平均值同理，即加工硬化指数加权平均值采用GB/T2518-2008中规定的方法对热镀锌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锌钢板及其制备方法。

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1209℃进行粗轧，粗轧的终轧温度为1152℃，粗轧后的中间板坯的厚度为34.6mm，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1121℃，精轧的终轧温度为903℃，精轧后的中间板坯的厚度为4mm；随后以15℃/s的冷速冷却到749℃进行卷取(冷却方式为层流水冷却)；然后冷却至室温(25℃)后，在冷轧机上以80％的压下率，将其冷轧至0.8mm的厚度。然后将该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868℃下退火62s，冷却后得到冷轧钢板。然后，使得到的冷轧钢板进入460℃的锌锅。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。再进行拉矫和无铬钝化，其中，拉矫延伸率0.33％；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。由此得到热镀锌钢板，其中，相对于每平方米的冷轧钢板，所述锌镀层的重量为100g(两面的锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀、塑性应变比r₉₀、加工硬化指数n₉0_、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值和表面质量特征的测定结果见表2，其显微组织的照片见图1，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锌钢板及其制备方法。

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1203℃进行粗轧，粗轧的终轧温度为1173℃，粗轧后的中间板坯的厚度为34.8mm，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1153℃，精轧的终轧温度为917℃，精轧后的中间板坯的厚度为4.5mm；随后以18℃/s的冷速冷却到741℃进行卷取(冷却方式为层流水冷却)；然后冷却至室温(25℃)后，在冷轧机上以73.3％的压下率，将其冷轧至1.2mm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874℃下退火65s，冷却后得到冷轧钢板。然后，使得到的冷轧钢板进入455℃的锌锅。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。再进行拉矫和无铬钝化，其中，拉矫延伸率0.35％；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。由此得到热镀锌钢板，其中，相对于每平方米的冷轧钢板，所述锌镀层的重量为90g(两面的锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀、塑性应变比r₉₀、加工硬化指数n₉₀、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值和表面质量特征的测定结果见表2，其显微组织的照片见图2，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锌钢板及其制备方法。

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1190℃进行粗轧，粗轧的终轧温度为1161℃，粗轧后的中间板坯的厚度为34.2mm，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1147℃，精轧的终轧温度为920℃，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764℃进行卷取(冷却方式为层流水冷却)；然后冷却至室温(25℃)后，在冷轧机上以77％的压下率，将其冷轧至0.8mm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860℃下退火50s，冷却后得到冷轧钢板。然后，使得到的冷轧钢板进入465℃的锌锅。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。再进行拉矫和无铬钝化，其中，拉矫延伸率0.40％；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。由此得到热镀锌钢板，其中，相对于每平方米的冷轧钢板，所述锌镀层的重量为115g(两面的锌镀层)。所得热镀锌钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀、塑性应变比r₉₀、加工硬化指数n₉₀、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值和表面质量特征的测定结果见表2，其显微组织的照片见图3，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，所得热镀锌钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀、塑性应变比r₉₀、加工硬化指数n₉₀、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值和表面质量特征的测定结果见表2，其显微组织的照片见图4，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790℃，所得热镀锌钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀、塑性应变比r₉₀、加工硬化指数n₉₀、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值和表面质量特征的测定结果见表2，其显微组织的照片见图5，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780℃下退火40s，所得热镀锌钢板的屈服强R_eL、抗拉强度R_m、断后伸长率A₈₀、塑性应变比r₉₀、加工硬化指数n₉₀、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值和表面质量特征的测定结果见表2，其显微组织的照片见图6，结果见表2。

表1

注：余量为铁和不可避免杂质

表2

注：-表示拉伸试样检测过程试样提前断，无法测量n值和r值。

通过表1和表2中的数据可以看出，采用本发明的制备方法，可以获得具有成品力学性能达到屈服强度R_eL为120-150MPa、抗拉强度R_m为280-300MPa、断后伸长率A₈₀≥48％、塑性应变比r₉₀≥3.1、加工硬化指数n₉₀≥0.29、塑性应变比加权平均值加工硬化指数加权平均值表面质量特征FC级以上、显微组织为100％的铁素体组织、铁素体晶粒度为8.0级以上且铁素体晶粒尺寸为19-23μm的热镀锌钢板。

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 (8)

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、冷轧和退火，其特征在于，

所述卷取温度为730-770℃；

所述冷轧的压下率为75-85％；

所述退火的条件包括：温度为860-875℃，时间为45-65s；

所述板坯的组成为：C：0.001-0.005重量％，Si：≤0.03重量％，Mn：0.1-0.3重量％，P：0.005-0.015重量％，S：0.005-0.02重量％，Al：0.01-0.08重量％，Ti：0.05-0.1重量％，Nb：0.01-0.03重量％，余量为铁和不可避免杂质；

其中，所述热轧包括粗轧和精轧，该方法还包括：在所述精轧之后且在卷取之前，以15-25℃/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。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述板坯的组成为：C：0.002-0.004重量％，Si：0.01-0.02重量％，Mn：0.1-0.25重量％，P：0.006-0.013重量％，S：0.006-0.015重量％，Al：0.035-0.07重量％，Ti：0.06-0.09重量％；Nb：0.01-0.025重量％，余量为铁和不可避免杂质。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粗轧的开轧温度为1185-1230℃，所述粗轧的终轧温度为1145-1190℃；所述精轧的开轧温度1115-1165℃，所述精轧的终轧温度为890-940℃。

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

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卷取的温度为740-765℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述冷轧的压下率为75-83％。

7.一种热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，该方法包括：按照权利要求1-6中任意一项所述的方法制备得到冷轧钢板的步骤，以及将所述的冷轧钢板经过热浸镀锌附着上镀锌层的步骤。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，每平方米所述热镀锌钢板上，所述镀锌层的重量为80-120g。