CN104213020A

CN104213020A - 镀锌烘烤硬化钢及其生产方法

Info

Publication number: CN104213020A
Application number: CN201410446719.8A
Authority: CN
Inventors: 郭景瑞; 谷凤龙; 孙海燕; 刘守显; 赵渭良; 石建强; 程迪; 孙良波; 杨帆; 王连轩
Original assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2014-12-17

Abstract

本发明公开了一种镀锌烘烤硬化钢及其生产方法，其包括热轧、冷轧和镀锌工序，所述基板化学成分的重量配比为：C0.002～0.003%；Si≤0.006%；Mn0.3～0.5%；P0.025～0.040%；S≤0.009%；Nb0.007～0.014%；Als0.030～0.060%；N≤0.0030%，余量为Fe。本镀锌烘烤硬化钢通过化学成分设计，调整和优化热轧、冷轧和镀锌工序工艺参数，可成功生产出综合性能优异的含Nb深冲用烘烤硬化钢，不添加其它合金元素，且利用该方案生产的基板易于镀锌，可生产出表面质量优良的镀锌烘烤硬化钢。本方法所生产的镀锌板具有屈服强度合适、n值（应变硬化指数）和r值（塑性应变比）高、烘烤硬化性好等特点，同时合理匹配了合金含量，降低了生产成本，可为企业带来可观的经济效益。

Description

镀锌烘烤硬化钢及其生产方法

技术领域

本发明属于镀锌板材生产技术领域，尤其是一种镀锌烘烤硬化钢及其生产方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，冲压用钢的需求量在迅速增加，尤其是耐腐蚀性能优异的镀锌板正在快速替代冷轧板。而烘烤硬化钢成型前屈服强度低，产品经过冲压成型、涂漆烘烤处理后钢板强度得到了提高，同时具有了优良的深冲性能和高强性能。镀锌烘烤硬化钢产品特性与汽车用钢板的减重、节能、防腐趋势一致，因此多应用于高端汽车制造厂。

国内外各科研院所及钢铁企业采取多种技术方案试图满足减重和高强的特性，但在满足烘烤硬化钢高强度和烘烤硬化性的同时，严重影响了成品的冲压性能或者镀锌性能，对此很多研发方案添加了过多的合金元素，增加了成本，或者为减少成本，添加过多的Si元素生产冷轧烘烤硬化钢，而不应用于镀锌板的生产。例如：公开号CN 102534370A公开的高强超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺，和公开号CN 101509098A公开的屈服强度180MPA热镀锌烘烤硬化钢及其生产方法，为了提高强度，均采用加Si工艺生产，该元素在退火过程中容易在钢板表面富集，形成氧化物，影响锌液对钢板表面的浸润性，容易形成漏镀点缺陷，严重影响汽车板涂装后的表面质量；因此公开号CN 102534370A表明采用冷轧、退火工艺生产，并不指明可用于生产镀锌板，但CN 101509098A仍利用该工艺生产镀锌板，且其中Nb含量上限为0.02%，并采用Nb、Ti复合工艺，生产成本较高。公开号CN 1970810A的专利文献公开了一种热镀锌烘烤硬化钢薄板CSP生产工艺，其化学成分体系适合生产镀锌烘烤硬化钢，但其冲压性能较差，延伸率A%只有33%左右，r₉₀也只有1.4。公开号CN101230437A的专利文献公开了一种合金化热镀锌烘烤硬化钢板及其制造方法，其化学成分体系也适合生产镀锌烘烤硬化钢，但其r₉₀实际值最高只为1.70。公开号CN101348883A的专利文献公开了一种铌和钛复合添加的超低碳烘烤硬化钢板及其制造方法，其为了保证烘烤硬化性能采用了Nb、Ti复合工艺，但其加入量为0.01～0.02%Nb、0.01～0.02%Ti和0.9～1.2%Mn，合金加入量太多，大幅提高了生产成本。公开号CN101994056A的专利文献公开了一种具有优良冲压性能的超低碳烘烤硬化钢板及其制造工艺，其工艺成品冲压性能好，但为了保证冲压性能，造成产品强度变小，没有达到烘烤硬化钢高强度的要求。专利公开号CN102400046A公开了一种高强度烘烤硬化钢及其制备方法，其同样采用较多的合金元素，除了Nb、Ti外，还有Cu、Ni等，生产成本相应有很大提高。公开号CN101497959A阐述了屈服强度220MPA级冷轧烘烤硬化钢及其生产方法，其采用磷和硼复合添加的低碳化学成分设计生产，因此其冲压性能一般，r90只有1.3～1.8。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种冲压性能优异的镀锌烘烤硬化钢；本发明还提供了一种镀锌烘烤硬化钢的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明化学成分的重量配比为：C 0.002～0.003%；Si≤0.006%；Mn 0.3～0.5%；P 0.025～0.040%；S≤0.009%；Nb 0.007～0.014%；Als 0.030～0.060%；N≤0.0030%，余量为Fe。

本发明方法包括热轧、冷轧和镀锌工序，所述基板化学成分的重量配比为：C 0.002～0.003%；Si≤0.006%；Mn 0.3～0.5%；P 0.025～0.040%；S≤0.009%；Nb 0.007～0.014%；Als 0.030～0.060%；N≤0.0030%，余量为Fe。

本发明方法所述热轧工序中，加热炉出炉温度为1230±20℃，终轧温度为920±10℃，卷取温度为700±15℃。

本发明方法所述冷轧工序中，冷轧压下率控制在76～86%。

本发明方法所述镀锌工序中，退火温度为840±5℃，退火时间200～600s。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过化学成分设计，调整和优化热轧、冷轧和镀锌工序工艺参数，可成功生产出冲压性能和烘烤性能优异的含Nb深冲用镀锌烘烤硬化钢。不添加其它合金元素，且利用该方案生产的基板易于镀锌，可生产出表面质量优良的镀锌烘烤硬化钢。本发明方法所生产的镀锌板具有屈服强度合适、n值（应变硬化指数）和r值（塑性应变比）高、烘烤硬化性好等特点，同时合理匹配了合金含量，降低了生产成本，可为企业带来可观的经济效益。

本发明性能指标为：屈服强度200～290MPa，抗拉强度为330～390MPa，延伸率≥38%，n90≥0.20，r90≥1.9，烘烤硬化值为38～60MPa。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1－6：本镀锌烘烤硬化钢采用下述成分配比以及工艺步骤。

（1）基板成分配比：

本镀锌烘烤硬化钢对基板的碳和铌合金含量进行了严格的控制，保证最终产品烘烤硬化值在38～60MPa之间；并尽量降低成品碳，一方面保证深冲性能，另一方面减低Nb合金添加量，降低生产成本。基板中Si的添加可以提高产品强度，但随其含量增加，退火处理后钢板表面富集明显，钢板的可镀性会下降，钢板表面容易产生漏镀缺陷，因此，本硬化钢基板要求Si含量严格控制在不大于0.006%范围内。P也是一种有效的固溶强化元素，本硬化钢基板要求P元素控制在0.025～0.040%之间，保证产品强度。N为有害元素，主要影响抗时效性和成型性能，因此控制范围为不大于0.0030%。另外控制S等杂质元素。

实施例1－6采用表1所示化学成分配比的基板进行生产。

表1：各实施例基板化学成分配比（wt%）

（2）工艺步骤：

本方法是将上述基板经热轧工序、冷轧工序和镀锌工序，生产得到镀锌烘烤硬化钢。

热轧工序：采用上述成分的基板在传统热连轧生产线进行热轧；热轧过程中要发生第二相粒子的固溶和析出、奥氏体的形变和再结晶、铁素体转变，因此热轧是质量控制的重要环节。加热温度控制的目的是为了得到粗大的析出物，在以后的冷轧和退火时对这一特征得以保留和改善，防止弥散细小的二相粒子析出，从而提高后续冷轧退火后塑性应变比r值及延伸率，因此根据试验和试制结果控制加热炉出炉温度为1230±20℃。根据实验室试验，本硬化钢成分体系奥氏体CCT曲线，相变开始温度在840～870℃之间，因此初步设计热轧终轧温度保证在Ar₃以上，最终终轧温度设定为920±10℃。高温卷取有利于碳氮化物的析出和粗化，然而卷取温度过高则容易导致热轧钢板产生过多的氧化铁皮使酸洗效率下降，且造成热轧钢板铁素体晶粒组织过分粗大，从而不利于成品力学性能的均匀性。较低的卷取温度导致成品带钢力学性能较差，特别是屈服强度过高，塑性下降，最终确定卷取温度为700±15℃。

冷轧工序：冷轧压下率是决定成品深冲性能的重要因素之一，提高冷轧压下率是为了获得较强的{111}有利织构和高的r值，对试验数据进行统计和分析后，根据成品厚度不同确定压下率范围为76～86%。

镀锌工序：镀锌退火温度的高低和时间的长短，是带钢冷轧后再结晶是否完全和均匀，以及晶粒大小的决定性因素。本方法主要在实验室试验的基础上，通过现场试制对工艺参数进行优化，最终确定的本工序工艺参数为退火温度840±5℃，退火时间200～600s。

实施例1－6热轧工序、冷轧工序和镀锌工序的工艺参数见表2。

表2：实施例各工序的工艺参数

（3）产品力学性能：

实施例1－6所得镀锌烘烤硬化钢的产品力学性能见表3。

表3：产品力学性能

本方法所得镀锌烘烤硬化钢的力学性能指标为：屈服强度200～290MPa，抗拉强度为330～390MPa，延伸率≥38%，n90≥0.20，r90≥1.9，烘烤硬化值为38～60MPa；具有屈服强度合适、n值和r值高、烘烤硬化性好等特点，冲压性能优异。

Claims

1.一种镀锌烘烤硬化钢，其特征在于，其化学成分的重量配比为：C 0.002～0.003%；Si≤0.006%；Mn 0.3～0.5%；P 0.025～0.040%；S≤0.009%；Nb 0.007～0.014%；Als 0.030～0.060%；N≤0.0030%，余量为Fe。

2.一种镀锌烘烤硬化钢的生产方法，其包括热轧、冷轧和镀锌工序，其特征在于，所述基板化学成分的重量配比为：C 0.002～0.003%；Si≤0.006%；Mn 0.3～0.5%；P 0.025～0.040%；S≤0.009%；Nb 0.007～0.014%；Als 0.030～0.060%；N≤0.0030%，余量为Fe。

3.根据权利要求2所述的镀锌烘烤硬化钢的生产方法，其特征在于：所述热轧工序中，加热炉出炉温度为1230±20℃，终轧温度为920±10℃，卷取温度为700±15℃。

4.根据权利要求2所述的镀锌烘烤硬化钢的生产方法，其特征在于：所述冷轧工序中，冷轧压下率控制在76～86%。

5.根据权利要求2、3或4所述的镀锌烘烤硬化钢的生产方法，其特征在于：所述镀锌工序中，退火温度为840±5℃，退火时间200～600s。