CN104498825A - 一种钢板及其制作方法和液晶模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢材技术领域，尤其涉及到一种钢板及其制作方法和一种液晶模组，用以提高钢板的屈服强度和断裂伸长率。本发明提供的钢板的制作方法包括：将冷轧钢板进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为950℃～1100℃；将还原退火处理后的钢板在450℃～470℃温度下进行热镀锌处理；将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为540℃～560℃；其中，按重量比计，所述冷轧钢板包括：0.01％～0.2％的碳；0.1％～1％的硅；0.1％～2％的锰；0.1％～0.2％的铌；0.05％～0.15％的钛；＜1％的铝；＜0.01％的磷；＜0.005％的硫；余量的铁。

Description

一种钢板及其制作方法和液晶模组

技术领域

本发明涉及钢材技术领域，尤其涉及一种钢板及其制作方法和一种液晶模组。

背景技术

我们通常所说的钢板板材，是指薄钢板，即板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧钢板(简称热轧板)和冷轧钢板(简称冷轧板)。在家电制造领域里，冷轧板以及以冷轧板为原板的镀锌板的用途十分广泛，冰箱、空调、洗衣机、微波炉、燃气热水器等等的零件材料的选用都与它紧密相连，并且它在液晶模组产品的前框、背板及各类支架中都有应用。

金属在再结晶温度以下进行轧制变形叫做冷轧，指带钢不经加热而在室温直接进行轧制加工。冷轧生产可提供大量高精确度和性能优良的钢板和带材，典型的冷轧工艺流程如下所述：一般冷轧带钢采用热轧带卷为原料，热轧带卷需要进行某些处理，以满足冷轧要求，例如热轧带卷经过酸洗机组进行处理，根据带钢的组分，将待冷轧的带钢分为普碳钢和不锈钢，普碳钢经过四辊可逆轧机进行冷轧，再经过切边剪和脱脂机组进行处理，再经过罩式退火炉进行退火，再经过二辊平整机进行平整处理后进入拉矫机组进行拉伸矫正，而不锈钢则经过二十辊森吉米尔轧机进行冷轧，再经过连续式退火炉和脱脂机组进行处理，再进入拉矫机组进行拉伸矫正，经过拉伸矫正后的带钢根据其产品是否有镀层，一批带钢可进入镀铬机组进行镀铬，形成镀铬带成品，另一批带钢可进入纵剪切机组形成冷轧钢带成品和冷轧不锈钢带成品。

在液晶模组产品中，例如液晶模组中的背光模组的背板，由于背板上具有复杂的产品局部结构，一般为了增加产品的良品率，会选择偏“软”的镀锌板进行背板制作，目前对背板材料的机械性能要求为：屈服强度160-180MPa，断裂伸长率超过40％。但是这样的屈服强度在实现模组产品轻薄化设计的时候，在一些情形下往往会出现屈服强度不够而导致背板变形的问题，进而导致液晶模组组装之后产品变形大，从而造成显示屏上出现白团、暗影等影响显示效果的不良现象，因此钢板的抗变形性能显得尤为重要。

目前所用的钢板，主要为电镀锌和热镀锌两大类，有些研究者在通过减小厚度或提升强度来优化钢板性能，但是研究发现，当屈服强度提升时，钢板的断裂伸长率反而降低。若采用强度较高的钢板加工制作背板，由于钢板的抗变形能力强，因此损耗大，模具寿命也有所减少，另外，由于现有钢板的伸长率不足，在背板上使用凸包替代铆柱设计时，容易出现伸长不足而被拉裂的现象，因此，现有技术中所用的钢板的屈服强度和断裂伸长率均不能满足产品的加工要求。

发明内容

本发明提供一种钢板及其制作方法和一种液晶模组，用以提高钢板的屈服强度和断裂伸长率，进而提高钢板的加工性能，提高钢板制作的产品的良率。

为了实现上述目的，本发明实施例首先提供一种钢板的制作方法，发明人发现，提升钢板的屈服强度和断裂伸长率的关键是钢板的组分及其含量，以及钢板在加工过程中牵伸及温度的变化。因此，在本发明钢板的制作方法中，通过对冷轧钢板中各组分的限定以及对冷轧钢板还原退火处理、热镀锌处理及镀层退火处理过程中温度条件的限定，使得制作的钢板的屈服强度和断裂伸长率均有较大的提升，其屈服强度在230MPa以上，断裂伸长率在42％以上。

本发明实施例还提供一种钢板，该钢板采用上述的钢板的制作方法制得，由于该钢板具有较高的屈服强度和断裂伸长率，因此利于复杂结构的加工。

本发明实施例还提供一种液晶模组，其中液晶模组中的背板和/或前框可以采用上述钢板制得。由于该钢板具有较高的屈服强度和断裂伸长率，因此其制得的背板和/或前框的良率较高，使得其可以进行大批量生产，进而大大提高了液晶模组的生产效率和良率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的钢板的制作方法的流程示意图；

图2为本发明的钢板的制作方法对应的一种制作装置的结构示意图。

附图标记：

1-带卷运输机；2-开卷机；3、4-送料辊；5-双刃剪切机；6-焊接机；7-水平活套车；8-张力辊；9-三段式热处理炉；10-镀锌槽；11-气刀装置；12-锌层热处理炉；13-带钢冷却装置；14-张力辊；15-平整机；16-张力辊；17-拉伸弯曲矫正机；18-张力辊；19-钝化处理设备；20-平活套车；21-剪切机；22-涂油机；23-卷取机；24-活套坑；25-飞剪机；26-堆垛装置

具体实施方式

为了提高钢板的屈服强度和断裂伸长率，本发明实施例提供了一种钢板及其制作方法和一种液晶模组。在本发明的技术方案中，采用特定组分及其含量的冷轧钢板在设定的温度下进行还原退火处理、热镀锌处理和镀层退火处理，使得钢板的屈服强度和断裂伸长率可以同时保持提升的状态，可以满足液晶模组用钢板的要求。为了让本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下以非限制性的实施例为例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例首先提供一种钢板的制作方法，如图1所示，图1为本发明实施例提供的钢板的制作方法的流程示意图，该制作方法包括：

步骤101、将冷轧钢板进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为950℃～1100℃；

步骤102、将还原退火处理后的钢板在450℃～470℃温度下进行热镀锌处理；

步骤103、将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为540℃～560℃；

其中，按重量比计，所述冷轧钢板包括：0.01％～0.2％的碳；0.1％～1％的硅；0.1％～2％的锰；0.1％～0.2％的铌；0.05％～0.15％的钛；＜1％的铝；＜0.01％的磷；＜0.005％的硫；余量的铁。

在本发明技术方案中，首先对冷轧钢板在950℃～1100℃温度下进行还原退火处理，相当于进行韧性处理，可提高钢板的断裂伸长率，并且使得钢板表面还原成纯铁体，再对钢板在450℃～470℃温度下进行热镀锌处理，由于钢板表面已经还原成纯铁体，因此，可以使锌镀层与钢板表面结合得更好，最后再通过镀层退火处理，相当于在前述步骤中保证断裂伸长率的基础上，进一步提升钢板的强度和延伸性(即断裂伸长率和可加工性的综合性能)，另外，还通过调整所用的钢板中的各元素的含量，使得钢板的屈服强度和断裂伸长率都能提升，通过本发明的制作方法制得的钢板的屈服强度在230MPa以上，断裂伸长率在42％以上。因此，通过本发明的制作方法制得的钢板在具有较高的伸长性能的前提下，也具有较高的强度。

在本发明技术方案中，冷轧钢板中各元素的含量对钢板的性能具有下述影响：

当钢板中碳(C)含量增加时，则钢板的屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，碳量高还会降低钢板的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢板的冷脆性和时效敏感性；

当采用本发明技术方案中的硅(Si)的含量范围时，能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，而硅量增加，会降低钢板的焊接性能；

当采用本发明技术方案中的锰(Mn)的含量范围时，制成的钢板不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢板的淬性，改善钢板的热加工性能，但锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能；

现有技术中说明铌(Nb)能细化晶粒并且降低钢板的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降，在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力，铌还可改善焊接性能；但是在本发明的技术方案中，添加铌后再进行前述热处理工序，可以显著地提高伸长率，而且塑性和韧性并没有下降；

当采用本发明技术方案中的钛(Ti)的含量范围时，可以使钢的内部组织致密，细化晶粒力，降低时效敏感性和冷脆性。

另外，钢板中铝(Al)的含量可以为零，磷(P)的含量可以为零，硫(S)的含量可以为零；在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢板的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。硫在通常情况下也是有害元素。使钢板产生热脆性，降低钢板的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。这两者在加工过程中难以避免。

优选的，在还原退火处理过程中对钢板进行负拉伸，即在步骤101时对钢板进行负拉伸。发明人发现，当在还原退火处理过程中对钢板进行负拉伸时，可以进一步提高钢板的断裂伸长率。例如，负拉伸倍数可以为0.98-0.99，即在退火工艺中，进入设备的卷材速度为1，出设备的速度为0.98-0.99。

优选的，在镀层退火处理之前，还包括：

采用气刀对镀锌后的钢板喷吹压缩空气或过热蒸汽。

即在步骤102和步骤103之间还包括采用气刀对镀锌后的钢板喷吹压缩空气或过热蒸汽，其目的是去除多余的锌液，保证钢板均匀冷却，减少钢板的内应力。气刀可以分别位于钢板的两侧，通过调节气刀的流量，可以制作两侧镀层厚度不同的钢板。

优选的，在镀层退火处理之后，即在步骤103之后，还包括：

对镀层退火处理后的钢板进行钝化处理。

为了提高钢板的防腐性能，在镀层退火处理后的钢板冷却之后，还可以对钢板进行钝化处理。例如采用铬酸或磷酸对镀锌后的钢板进行钝化处理。

优选的，在将冷轧钢板进行还原退火处理之前，即在步骤101之前，还包括：

将所述冷轧钢板进行脱脂处理。

在该实施例中，首先对冷轧钢板进行脱脂处理，即通常所说的烧油，可在钢板表面生成一层薄氧化膜，再经过还原退火处理，可以使表面的氧化膜还原成纯铁体，利于钢板与后续的镀层结合。

上述任一实施例的钢板的制作方法中，可以采用连续生产的方法，例如采用带卷运输的方式对钢板进行上述处理，也可以采用间歇生产方式对钢板进行上述处理。

优选的，发明人发现，按重量比计，所述冷轧钢板包括：0.1％～0.12％的碳；0.5％～0.6％的硅；1％～1.2％的锰；0.14％～0.16％的铌；0.08％～0.12％的钛；＜0.8％的铝；＜0.008％的磷；＜0.003％的硫；余量的铁，通过上述制作方法制得的钢板的屈服强度和断裂伸长率都有进一步的提升。

优选的，发明人发现，当所述还原退火处理的退火温度为950℃～960℃；在460℃～465℃温度下进行热镀锌处理；所述镀层退火处理的退火温度为555℃～560℃时，制得的钢板的屈服强度和断裂伸长率都有进一步的提升。

本发明实施例还提供一种钢板，所述钢板为采用上述任一种所述的钢板的制作方法制得的钢板。通过上述分析可以，该钢板具有较高的断裂伸长率和较高的屈服强度。

本发明实施例还提供一种液晶模组，包括背光模组，背光模组包括背板，背板采用上述的钢板制得。由于上述钢板具有较高的断裂伸长率和较高的屈服强度，因此，避免了现有的钢板伸长和强度不够引起的器件形变，提高了液晶模组这类产品的可加工性，进而提高了液晶模组的良品率。特别是背板，现有的背板在轻薄化设计时由于伸长性和强度不够容易变形，导致组装后的液晶模组产品变形大，进而容易出现白团、暗影等影响显示效果的不良现象，而采用本发明的制作方法得到的钢板制得的背板可以有效避免上述不良现象的发生。液晶模组可以为液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有液晶显示功能的产品或部件。

优选的，该液晶模组的前框采用上述的钢板制得。

以下列举一个较优的实施例来说明本发明的钢板的制作方法，但本发明并不限于下述实施例。

如图2所示，图2为本发明的钢板的制作方法对应的一种制作装置的结构示意图，以1700mm连续热镀锌机组为例，可以设置机组的速度为10～180m/min，该实施例中钢板为带钢，其制作方法如下：

步骤一、前处理工序

通过带卷运输机1将冷轧带钢输送至开卷机2，再经送料辊3和送料辊4至双刃剪切机5进行剪切，再至焊接机6进行焊接，再经过水平活套车7、张力辊8进入三段式热处理炉9，在三段式热处理炉9中，进行快速加热脱脂，先将油烧去，且在带钢表面形成薄薄的一层氧化膜，再经过在950℃～1100℃的还原退火，使得表面的氧化膜还原成纯铁体，在还原退火过程中进行适当的负拉伸，使得带钢的伸长率进一步提高；

步骤二、热镀锌处理工序

将还原退火后的带钢在450℃～470℃温度下送入镀锌槽10，需保持镀锌槽10内锌液温度与带钢温度一致，即锌液温度也为450℃～470℃，以尽量减少淬火效应造成的带钢的强度提高而伸长降低现象；

在镀锌槽10的出口采用气刀装置11，气刀装置11为可控的喷嘴沿一定角度向带钢喷吹压缩空气或过热蒸汽，以除去多余的锌液，保证带钢均匀的冷却，减少材料的内应力，同时用这种方法还可以生产正、反两面镀层厚度不同的差厚镀锌钢板；

步骤三、后处理工序

镀锌后的带钢通过锌层热处理炉12进行镀层退火处理，在加热温度为540℃～560℃状态下进行再加热，使带钢表面形成一层锌铁合金，进一步提升材料的延伸性(即伸长率和可加工性的综合性能)；

经过镀层退火处理后的带钢进入带钢冷却装置13进行冷却，再经过张力辊14、平整机15和张力辊16进入拉伸弯曲矫正机17内对带钢进行弯曲矫正，再经过张力辊18进入钝化处理设备19内进行钝化处理，钝化处理是为提高镀锌钢板的防腐性能，可以在铬酸或磷酸液中进行钝化处理；

钝化处理后的带钢经平活套车20进入剪切机21，再进入涂油机22涂油，再进入卷取机23，再经活套坑24、飞剪机25进入堆垛装置26进行堆垛，得到成品钢卷，其中进行平整、拉伸矫正、卷取、横剪和垛板等处理也可进一步提高材料的力学性能和改善板形。

以下列举具体的实施例来说明本发明的钢板及其制作方法，但本发明并不限于下述实施例。在下述实施中，实施例1～7所用的冷轧钢板购自江苏江南冷轧薄板有限公司，其各组分含量如表1所示，选用1700mm热镀锌机组对冷轧钢板进行进一步制作。

表1实施例1～7所用的冷轧钢板的各组分及其重量分数

钢板

C

Si

Mn

Nb

Ti

Al

P

S

I

0.12％

1％

1.2％

0.1％

0.15％

0.3％

0.005％

0.003％

II

0.1％

0.5％

1％

0.14％

0.14％

0.5％

0.005％

0.003％

III

0.01％

0.6％

2％

0.16％

0.15％

0.5％

0.008％

0.003％

IV

0.2％

0.1％

0.1％

0.2％

0.05％

0.5％

0.005％

0.004％

对表1中的冷轧钢板I～IV通过1700mm连续热镀锌机组进行进一步制作，分别得到实施例1～7制得的钢板。

实施例1

对冷轧钢板II进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为950℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

实施例2

对冷轧钢板II进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为985℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

实施例3

对冷轧钢板II进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为1000℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

实施例4

对冷轧钢板II进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为1100℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

实施例5

对冷轧钢板I进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为985℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

实施例6

对冷轧钢板III进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为1000℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

实施例7

对冷轧钢板IV进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为985℃；

将还原退火处理后的钢板在460℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为550℃。

以下对实施例1～7得到的钢板采用常规的性能测试方法进行性能测试，测试结果如表2所示，测试参数对应的标准及条件如下：

屈服强度和断裂伸长率的测试标准为：GBT228.1-2010。

表2实施例1～7制得的钢板的性能参数表

从表2的测试结果可以看出实施例1～7制作中的钢板在屈服强度和断裂伸长率上均具有较佳的性能。从实施例1～7中可以得知，通过热镀锌过程中的回火、退火及淬火等工艺的组合调节，使得强度和伸长可以同时保持提升的状态，屈服强度能都达到230MPa以上，断裂伸长率在42％以上，能够满足模组产品的要求，另外，采用本发明的制作方法制得的钢板，经冲压发现，其无结构破裂。通过本发明的制作方法制得的钢板，其屈服强度在230MPa以上，且断裂伸长率在42％以上，因此，该钢板可用于制作液晶模组的背板和前框，在对背板或前框进行凸包设计时，也大大降低了凸包由于钢板的伸长不足而拉裂现象的概率，因此，本发明的钢板大大降低了钢板加工时报废的概率，有利于提高产品的良率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (10)

1.一种钢板的制作方法，其特征在于，包括：

将冷轧钢板进行还原退火处理，还原退火处理的退火温度为950℃～1100℃；

将还原退火处理后的钢板在450℃～470℃温度下进行热镀锌处理；

将镀锌后的钢板进行镀层退火处理，镀层退火处理的退火温度为540℃～560℃；

其中，按重量比计，所述冷轧钢板包括：0.01％～0.2％的碳；0.1％～1％的硅；0.1％～2％的锰；0.1％～0.2％的铌；0.05％～0.15％的钛；＜1％的铝；＜0.01％的磷；＜0.005％的硫；余量的铁。

2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在还原退火处理过程中对钢板进行负拉伸。

3.如权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在镀层退火处理之前，还包括：

采用气刀对镀锌后的钢板喷吹压缩空气或过热蒸汽。

4.如权利要求3所述的制作方法，其特征在于，在镀层退火处理之后，还包括：

对镀层退火处理后的钢板进行钝化处理。

5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于，在将冷轧钢板进行还原退火处理之前，还包括：

将所述冷轧钢板进行脱脂处理。

6.如权利要求1～5任一项所述的制作方法，其特征在于，按重量比计，所述冷轧钢板包括：0.1％～0.12％的碳；0.5％～0.6％的硅；1％～1.2％的锰；0.14％～0.16％的铌；0.08％～0.12％的钛；＜0.8％的铝；＜0.008％的磷；＜0.003％的硫；余量的铁。

7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述还原退火处理的退火温度为950℃～960℃；在460℃～465℃温度下进行热镀锌处理；所述镀层退火处理的退火温度为555℃～560℃。

8.一种钢板，其特征在于，所述钢板为采用如权利要求1～7任一项所述的钢板的制作方法制得的钢板。

9.一种液晶模组，包括背光模组，其特征在于，所述背光模组包括背板，所述背板采用如权利要求8所述的钢板制得。

10.如权利要求9所述的液晶模组，其特征在于，所述液晶模组的前框采用如权利要求8所述的钢板制得。