CN104480369A

CN104480369A - 液晶模组用电镀锌板及其制备方法

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Publication number: CN104480369A
Application number: CN201410745314.4A
Authority: CN
Inventors: 蔡捷; 黄道兵; 杜蓉; 涂元强; 白会平; 宋乙峰; 杨宏武; 雷泽红
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明公开了一种液晶模组用电镀锌板及其制备方法，解决了现有液晶模组用电镀锌板生产成本高、各项性能有待进一步提高的问题。技术方案包括钢的化学成分(wt％)为C：0.008～0.020、Si：≤0.03、Mn：0.10～0.25、P：≤0.015、S：≤0.010、solAl：0.02～0.05、N：≤0.005、Ti：<0.005、Nb：<0.005，其余为Fe和不可避免的杂质，将上述化学成分的钢冶炼并浇铸成板坯，然后进行热轧、酸洗连轧、连续退火、平整、电镀锌、耐指纹处理得到电镀锌板。本发明工艺简单、生产成本低，制备的液晶模组用电镀锌板冲压性能好、成本低、耐腐蚀性，耐有机溶剂性和导电性能好。

Description

液晶模组用电镀锌板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种电镀锌板及其制备方法，具体的说是一种液晶模组用电镀锌板及其制备方法。

背景技术

电镀锌板主要应用于高端汽车及家电制造领域，而LCD、LED液晶模组的冲压制造是目前电镀锌板的新兴市场，模组是平板电视中起成像作用的核心部件，模组用钢则起到支撑模组的作用，由于模组用钢使用环境较为严苛，对钢材的表面质量要求高，是液晶影视用钢中生产难度最高、制造工艺最为复杂的钢材，属于电镀锌产品中的精品。近年来伴随着液晶影视制造业全面进入国产化时代，液晶影视用钢成为白色家电行业的新增长点。

在液晶模组制造过程中要经过落料、冲压、清洗、装配等工序，因此要求电镀锌板具有良好的冲压性能和板形，表面需要耐指纹处理，具有优良的耐腐蚀性，耐有机溶剂性和导电性能。因此，国内外许多用户对于冲压性能优良，适应液晶行业无油冲压及清洁、高效的装配要求的涂镀层钢板的需求量大增。

现有镀锌钢板的报导较多，但大多采用热镀锌工艺，如青岛海信宋吉智等申请专利号CN99810709.3的中国专利，涉及热镀锌钢板的化学成分(质量％)：C≤0.01％，Si≤0.10％，Mn≤0.30％，P≤0.025％，S≤0.020％，热镀锌钢板双面覆膜，例如双面涂覆聚乙烯保护膜，可进一步改善热镀锌钢板的成型性能、减小制品和模具之间的摩擦力、保护模具，提高成品率和产品的表面质量，但该产品为热镀锌，且双面覆膜需增加工序处理和原材料消耗，成本较高。上海梅山钢铁丁志龙等申请的题目是“一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板及其生产方法”涉及的热镀锌钢板化学成分(重量％)：C为0.0005％～0.0028％，Si≤0.03％，Mn为0.08％～0.20％，Ti为0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素；冷轧钢板显微组织晶粒度级别为16.5～18.0级，屈服强度为165～200MPa，抗拉强度为270～330MPa，断后伸长率A_80mm为38％～44％，塑性应变比r值≥1.9。产品主要用于家电、五金结构等，但该产品为热镀锌产品，且在冶炼过程中增加了Ti合金，C含量也要求较高，生产成本高。因此，使用此类热镀锌产品进行液晶模组冲压制造难以适应行业要求，且市场竞争力较低，很难推广应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种冲压性能好、成本低、耐腐蚀性，耐有机溶剂性和导电性能好的液晶模组用电镀锌板。

本发明的另一目的是提供一种工艺简单、生产成本低、控制简单的液晶模组用电镀锌板的制备方法。

本发明液晶模组用电镀锌板的制备方法，钢的化学成分(wt％)为C：0.008～0.020、Si：≤0.03、Mn：0.10～0.25、P：≤0.015、S：≤0.010、solAl：0.02～0.05、N：≤0.005、Ti：<0.005、Nb：<0.005，其余为Fe和不可避免的杂质；

将上述化学成分的钢冶炼并浇铸成板坯，然后进行热轧、酸洗连轧、连续退火、平整、电镀锌、耐指纹处理得到电镀锌板。

所述热轧步骤中，在控制热轧过程采用5道次除鳞，控制除鳞水喷嘴压力≥1.0Mpa；终轧温度控制在900-940℃，卷取温度控制在640-680℃。

所述酸洗连轧步骤中，控制酸池温度在70℃-90℃，控制轧机压下率为70-85％。

所述连续退火步骤中，控制均热温度为800～820℃，退火带钢走带速度在120-150m/min的范围内稳定在固定值上，平整延伸率控制在0.8％-1.4％。

在所述电镀锌步骤中，采用立式重力垂流法电镀工艺，镀液中的锌离子浓度为80-110g/L，PH值范围为1.2～1.8，镀液的温度在50～58℃，带钢通过电镀槽速度80-120m/min，电镀电流密度在50-100A/dm²。。

在所述电镀锌步骤中，镀液中杂质离子控制要求为(wt％):Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm。

所述耐指纹处理步骤中，控制耐指纹涂液(如帕卡濑精公司生产)的涂敷辊压为200-400kg、辊速比为1:1.1-1.2,和烘干板温为80-00℃。本发明液晶模组用电镀锌板，上述制备方法制得。

熔炼成分的选择：

本发明的C含量选择在0.008～0.020％。由于渗碳体相对于碳钢(基体为铁素体)是阴极。因此，当碳含量增加时，增加了阴极数量及面积，相应地其腐蚀电流增加了，因而导致其耐腐蚀性降低。众所周知，碳是最有效的固溶强化元素，因此，随着碳含量的增加碳钢逐渐变硬，同时其冷加工(冲压、拉拔)和焊接性能变坏。因此综合上述因素，为保证电镀锌板的力学性能合冲压性能，需对C含量进行严格的控制，碳含量为0.008～0.020％。

本发明的Si含量≤0.02％。硅是一种较强的固溶强化元素，加入一定量的硅可提高钢的强度。随着钢基中的硅含量升高，则硅被氧化生成的SiO₂含量随之增高，这将影响到后续的酸洗工序的效果，当酸洗后若钢板表面仍有残存的SiO₂，在电镀过程中会导致表面质量缺陷。因此，必须将硅含量控制在合适的范围内。因此，Si含量为≤0.02％。

本发明的Mn含量0.15～0.25％。Mn能强化铁素体，钢中加入锰能防止在热加工时因硫引起钢的脆化，但随着Mn的含量越高，其冲压加工性能将逐渐下降。因此，Mn含量控制为0.15～0.25％。

本发明的P含量≤0.015％。一般来说，对于要求具有良好耐蚀性和冲压加工性能的电镀锌基材而言，磷的含量最好尽可能低，因为磷容易发生偏析，引起钢的脆化，可焊性变差等，因此，P含量≤0.015％。

本发明的S含量≤0.012％。一般来说，在钢中S是有害杂质元素，S的含量是越小耐蚀性越好。因此，S含量≤0.010％。

本发明的N含量≤0.005％。N与C一样，也是固溶元素。随着钢中N含量的增加，将导致其冲压加工性能变坏(如n、r值下降)，同时，固溶N是造成电镀锌成品时效的主要原因，特别是对于平整后的应变时效作用，氮的影响尤其大，因此要求N尽量低，控制钢中的N含量应≤0.005％。

本发明的solAl含量为0.02～0.05％。钢中Al的加入则会形成酸溶铝(Als)和酸不溶铝，而Als包括固溶铝和AlN，弥散的AlN粒子能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。但对于微碳铝镇静钢来说，随着Als的增加，钢的夹杂物数量增多，夹杂物尺寸也将变大，将导致电镀锌板的冲压加工及耐蚀性能变差。但为了保证钢中N与Al充分结合生成AlN，减少电镀锌板成品的时效，以及钢水完全脱氧及连铸坯的表面质量，Als应保证≥0.02％。因此，solAl含量选择在0.02～0.06％。

为了降低生产成本,提高产品的盈利能力,冶炼过程中不添加Nb/Ti贵合金,使作残余元素含量的Ti：<0.005、Nb：<0.005。

在制备方法中，发明人对整个生产工艺进行多处改进，通过对不同生产步骤中的工艺控制，实现本发明的目的，具体为：

热轧控制5道次除鳞和除鳞水喷嘴压力≥1.0MPa，从而获得良好的表面质量，终轧温度控制在900-940℃，卷取温度控制在640-680℃，在保证获得均匀的晶粒组织的同时抑制钢带的氧化层增厚。

酸洗连轧控制酸池温度在70℃-90℃，轧机根据厚度规格控制压下率在70-85％之间。

连续退火均热温度为800～820℃，控制退火带钢走带速度稳定在120-150m/min的某一固定值，促进γ取向织构晶粒初始形核及长大，从而获得良好的深冲性能，通过施加0.8％-1.4％的平整延伸率消除带钢的屈服平台同时改善板形和控制表面粗糙度在0.7-1.2μm，以保证电镀后的良好表面质量。

进一步的，带钢经过在线拉矫，延伸率控制在0.1％-0.4％，保证电镀后的良好板形，在进入电镀锌槽后，采用立式重力垂流法电镀工艺，锌镀液主要成分通常为为硫酸锌和硫酸，控制镀液中的锌离子浓度为80-110g/L，PH值范围为1.2～1.8，镀液的温度在50～58℃，带钢通过电镀槽速度80-120m/min，这是为了保证电镀后表面质量,减少电镀液对镀层的局部腐蚀,同时保证耐指纹涂液的流平和烘干时间.镀液中杂质离子要严格控制:Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm。控制电镀电流密度在50-100A/dm²，通过电镀电流密度的控制可以起到控制镀层表面形貌和晶形的作用，提高镀层的耐腐蚀性。

控制耐指纹涂液涂敷辊压控制在200-400kg、辊速比在1:1.1-1.3和烘干板温控制在80-100℃，以实现耐蚀性能优良且具有一定的冲压润滑性，适应各种冲压、涂装和装配工艺。

有益效果：

1)本发明的电镀锌板具有力学性能优良，满足屈服强度160-220MPa，r₉₀≥1.7，延伸率A_50mm≥36％，r₉₀≥1.7mΩ，表面电阻≤1.0，涂层72h盐雾试验白锈腐蚀面积≤5％的产品目标性能的要求，特别适用于液晶模组行业各种LCD、LED背板、前框、底座及后盖等结构件的无油冲压制造。

2)本发明涉及的电镀锌板的耐指纹涂层耐蚀性能优良且具有冲压润滑性，适应各种冲压、涂装和装配工艺，在转运、装配过程中与人手接触不会留下指纹沾污及腐蚀，同时本发明还具有优良的导电性，表面电阻小于1.0mΩ，能够充分满足液晶行业防静电的要求。

3)本发明所涉及的电镀锌板产品包括其制造及耐指纹处理过程不含Cr⁶⁺，属于绿色环保产品。

4)本发明原料中贵金属合金含量低、工艺简单、原料成本和生产成本低、操作控制简单。

具体实施方式

实施例1：

电镀锌基材采用微碳铝镇静钢成分(wt％)：C：0.008、Si：0.004、Mn：0.12、P：0.009、S：0.008、solAl：0.035、N：0.0035、Ti：0.002、Nb：0.001，其余为Fe和不可避免的杂质。

其中，热轧过程中，控制热轧过程采用5道次除鳞，控制除鳞水喷嘴压力≥1.0Mpa，热轧终轧温度900℃，卷取温度662℃。

所述酸洗连轧步骤中，控制酸池温度在70℃，控制轧机压下率为75％；

所述连续退火步骤中，连续退火均热温度为815℃，退火带钢走速为120m/min,平整延伸率0.8％,

所述电镀锌步骤中，采用立式重力垂流法电镀工艺，电镀锌锌离子浓度为100g/L，PH值为1.2，镀液的温度为50℃，带钢通过电镀槽速度80m/min，电镀电流密度在100A/dm²，镀液中杂质离子控制要求为(wt％):Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm，镀层厚度每面20g/m²。

所述耐指纹处理步骤中，控制耐指纹涂液(帕卡濑精公司生产)涂敷辊压为300kg、辊速比为1:1.1和烘干板温为90℃。辊涂耐指纹膜厚单面1.0g/m²。

成品屈服强度R_p0.2：176MPa，抗拉强度Rm：315MPa，延伸率A_50mm：46％，r₉₀：2.3，表面电阻0.06mΩ，涂层72h盐雾试验白锈腐蚀面积0.5％。

实施例2：

电镀锌基材采用微碳铝镇静钢成分：C：0.015、Si：0.004、Mn：0.1、P：0.013、S：0.005、solAl：0.02、N：0.0028、Ti：0.003、Nb：0.001，其余为Fe和不可避免的杂质。

中，热轧过程中，控制热轧过程采用5道次除鳞，控制除鳞水喷嘴压力≥1.0Mpa，热轧终轧温度922℃；前段层流冷却，卷取温度680℃。

所述酸洗连轧步骤中，控制酸池温度在90℃，控制轧机压下率为85％；

所述连续退火步骤中，连续退火均热温度为820℃，退火带钢走速为130m/min,平整延伸率1.0％。

所述电镀锌步骤中，采用立式重力垂流法电镀工艺，电镀锌锌离子浓度为95g/L，PH值为1.4，镀液的温度为54℃，带钢通过电镀槽速度120m/min，电镀电流密度在50A/dm²，镀液中杂质离子控制要求为(wt％):Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm，镀层厚度每面20g/m²，

所述耐指纹处理步骤中，控制耐指纹涂液(帕卡濑精公司生产)涂敷辊压为400kg、辊速比为1:1.2和烘干板温为90℃，辊涂耐指纹膜厚单面1.1g/m²。

成品屈服强度R_p0.2：182MPa，抗拉强度Rm：316MPa，延伸率A_50mm：47％，r₉₀：2.2，表面电阻0.08mΩ，涂层72h盐雾试验白锈腐蚀面积0.1％。实施例3：

电镀锌基材采用微碳铝镇静钢成分：C：0.017、Si：0.008、Mn：0.143、P：0.011、S：0.006、solAl：0.05、N：0.0032、Ti：0.002、Nb：0.001，其余为Fe和不可避免的杂质。

中，热轧过程中，控制热轧过程采用5道次除鳞，控制除鳞水喷嘴压力≥1.0Mpa，热轧终轧温度940℃；前段层流冷却，卷取温度662℃。

所述酸洗连轧步骤中，控制酸池温度在80℃，控制轧机压下率为80％；

所述连续退火步骤中，连续退火均热温度为800℃，退火带钢走速为150m/min,平整延伸率1.2％。

所述电镀锌步骤中，采用立式重力垂流法电镀工艺，电镀锌锌离子浓度为110g/L，PH值为1.8，镀液的温度为50℃，带钢通过电镀槽速度100m/min，电镀电流密度在80A/dm²，镀液中杂质离子控制要求为(wt％):Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm，镀层厚度每面20g/m²，

所述耐指纹处理步骤中，控制耐指纹涂液(帕卡濑精公司生产)涂敷辊压为350kg、辊速比为1:1.2和烘干板温为80℃。辊涂耐指纹膜厚单面0.9g/m²。

成品屈服强度R_p0.2：192MPa，抗拉强度Rm：316MPa，延伸率A_50mm：45％，r₉₀：2.2，表面电阻0.06mΩ，涂层72h盐雾试验白锈腐蚀面积0.1％。

实施例4：

电镀锌基材采用微碳铝镇静钢成分：C：0.020、Si：0.008、Mn：0.25、P：0.01、S：0.010、solAl：0.028、N：0.0021、Ti：0.002、Nb：0.001，其余为Fe和不可避免的杂质。

中，热轧过程中，控制热轧过程采用5道次除鳞，控制除鳞水喷嘴压力≥1.0Mpa，热轧终轧温度920℃；前段层流冷却，卷取温度664℃。

所述连续退火步骤中，连续退火均热温度为825℃，退火带钢走速为140m/min,平整延伸率1.0％。

所述电镀锌步骤中，采用立式重力垂流法电镀工艺，电镀锌锌离子浓度为80g/L，PH值为1.5，镀液的温度为58℃，带钢通过电镀槽速度90m/min，电镀电流密度在90A/dm²，镀液中杂质离子控制要求为(wt％):Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm，镀层厚度每面20g/m²。

所述耐指纹处理步骤中，控制耐指纹涂液(帕卡濑精公司生产)涂敷辊压为300kg、辊速比为1:1.3和烘干板温为100℃。辊涂耐指纹膜厚单面0.9g/m²。

成品屈服强度R_p0.2：182MPa，抗拉强度Rm：316MPa，延伸率A_50mm：46％，r₉₀：2.4，表面电阻0.07mΩ，涂层72h盐雾试验白锈腐蚀面积0.5％。

Claims

1.一种液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，钢的化学成分(wt％)为C：0.008～0.020、Si：≤0.03、Mn：0.10～0.25、P：≤0.015、S：≤0.010、solAl：0.02～0.05、N：≤0.005、Ti：<0.005、Nb：<0.005，其余为Fe和不可避免的杂质；

2.如权利要求1所述的液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，所述热轧步骤中，在控制热轧过程采用5道次除鳞，控制除鳞水喷嘴压力≥1.0Mpa；终轧温度控制在900-940℃，卷取温度控制在640-680℃。

3.如权利要求1所述的液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，所述酸洗连轧步骤中，控制酸池温度在70℃-90℃，控制轧机压下率为70-85％。

4.如权利要求1所述的液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，所述连续退火步骤中，控制均热温度为800～820℃，退火带钢走带速度在120-150m/min的范围内稳定在固定值上，平整延伸率控制在0.8％-1.4％。

5.如权利要求1所述的液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，在所述电镀锌步骤中，采用立式重力垂流法电镀工艺，镀液中的锌离子浓度为80-110g/L，PH值范围为1.2～1.8，镀液的温度在50～58℃，带钢通过电镀槽速度80-120m/min，电镀电流密度在50-100A/dm²。。

6.如权利要求1或5所述的液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，在所述电镀锌步骤中，镀液中杂质离子控制要求为(wt％):Fe²⁺≤3000ppm，Fe³⁺≤1000ppm，Pb²⁺≤1.4ppm，Cu²⁺≤5ppm。

7.如权利要求1所述的液晶模组用电镀锌板的制备方法，其特征在于，所述耐指纹处理步骤中，控制耐指纹涂液的涂敷辊压为200-400kg、辊速比为1:1.1-1.2,和烘干板温为80-100℃。

8.一种液晶模组用电镀锌板，其特征在于，由权利要求1-7任一项制备方法制得。