CN104789890A - 一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板及其热处理工艺 - Google Patents
一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板及其热处理工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板及其热处理工艺，该钢板的成分及质量百分比为：碳0.05-0.07%，硼0.03-0.05%，钼5.54-5.56%，钛2.42-2.44%，钪0.26-0.28%，钒6.74-6.76%，铌0.82-0.84%，铷2.76-2.79%，铜2.17-2.19%，铝0.17-0.19%，铬8.72-8.75%，锰0.42-0.44%，镍4.84-4.86%，锆0.62-0.65%，镁4.46-4.48%，锶0.02-0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层。
Description
技术领域
本发明属于仓储物流设备领域，涉及一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板及其热处理工艺。
背景技术
货架是仓库现代化和提高效率的重要工具，而且市场需求份额越来越高。随着经济飞跃发展，外资企业大量涌进我国长江三角洲、珠江三角洲一带，不仅带动了当地经济的发展，而且也带来新的管理理念和管理技术，目前仓储货架库房中越来越多采用自动化存储。
仓储领域中，钢板的使用量非常大，并且对钢板的要求非常严格，尤其对于钢板的耐摩擦能力、抗腐蚀能力和抗氧化能力等等，这些因素直接影响到钢板的使用寿命和成本的高低，所以急需一种强度高，耐摩擦能力和抗氧化能力，并且成本低，使用寿命长的钢板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板及其热处理工艺，不仅强度高，抗腐蚀能力和抗氧化能力极强，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨损，增加其使用寿命，并且还提供热处理工艺，方法简单，成本低，效果好。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.05-0.07%，硼：0.03-0.05%，钼：5.54-5.56%，钛：2.42-2.44%，钪：0.26-0.28%，钒：6.74-6.76%，铌：0.82-0.84%，铷：2.76-2.79%，铜：2.17-2.19%，铝：0.17-0.19%，铬：8.72-8.75%，锰：0.42-0.44%，镍：4.84-4.86%，锆：0.62-0.65%，镁：4.46-4.48%，锶：0.02-0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.01-0.03%，锰：0.35-0.37%，硼：0.14-0.16%，镁：0.22-0.24%，铝：0.02-0.04%，硅：1.41-1.43%，钒：0.16-0.18%，钨：3.36-3.39%，铜：0.63-0.67%，锌：25.7-25.9%，镍：22.5-22.8%，镧：2.42-2.44%，钕：5.52-5.58%，钐：3.2-3.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供具有锌镍合金涂层的高强度钢板的热处理工艺，具体工艺如下：
步骤（1）：将锻造好的钢板放入回火炉加热至1510-1520℃，保温1-2h，然后空冷至1050-1060℃，采用风冷与水冷结合，先采用风冷以7-12℃/s的冷却速率将钢板冷却至750-760℃，采用水冷以5-8℃/s的冷却速率将钢板冷至520-530℃，再采用风冷与油冷结合，先采用风冷以8-10℃/s的冷却速率将钢板冷却至300-310℃，采用油冷以7-15℃/s的冷却速率将钢板冷至室温；
步骤（2）：配置锌镍合金涂层粉末，利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂0.7-0.9mm合金涂层，然后将其加热至855-860℃，通入氮气作为保护气体，保持2-4h，然后再次利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂1-3mm合金涂层，然后将其加热至990-995℃，保温30-45min，采用风冷，以10-12℃/s的速度冷却至室温；
步骤（3）：将钢板表面均匀喷洒一层陶瓷粉末，厚度为1-3mm，然后加热至320-330℃，保温35-40min，再加热至680-690℃，保温3-5h，然后采用氦气冷却，以8-10℃/s的速度冷却至室温，清洗钢板表面即可。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.05%，硼：0.03%，钼：5.54%，钛：2.42%，钪：0.26%，钒：6.74%，铌：0.82%，铷：2.76%，铜：2.17%，铝：0.17%，铬：8.72%，锰：0.42%，镍：4.84%，锆：0.62%，镁：4.46%，锶：0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.01%，锰：0.35%，硼：0.14%，镁：0.22%，铝：0.02%，硅：1.41%，钒：0.16%，钨：3.36%，铜：0.63%，锌：25.7%，镍：22.5%，镧：2.42%，钕：5.52%，钐：3.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。
前述的具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.07%，硼：0.05%，钼：5.56%，钛：2.44%，钪：0.28%，钒：6.76%，铌：0.84%，铷：2.79%，铜：2.19%，铝：0.19%，铬：8.75%，锰：0.44%，镍：4.86%，锆：0.65%，镁：4.48%，锶：0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.03%，锰：0.37%，硼：0.16%，镁：0.24%，铝：0.04%，硅：1.43%，钒：0.18%，钨：3.39%，铜：0.67%，锌：25.9%，镍：22.8%，镧：2.44%，钕：5.58%，钐：3.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
前述的具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.06%，硼：0.04%，钼：5.55%，钛：2.43%，钪：0.27%，钒：6.75%，铌：0.83%，铷：2.78%，铜：2.18%，铝：0.18%，铬：8.73%，锰：0.43%，镍：4.85%，锆：0.64%，镁：4.47%，锶：0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.02%，锰：0.36%，硼：0.15%，镁：0.23%，铝：0.03%，硅：1.42%，钒：0.17%，钨：3.37%，铜：0.66%，锌：25.8%，镍：22.6%，镧：2.43%，钕：5.55%，钐：3.4%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的有益效果是：该钢板不仅强度高，抗腐蚀能力和抗氧化能力极强，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨损，增加其使用寿命，并且还提供热处理工艺，方法简单，成本低，效果好；其中钢板中加入钛元素，能提高耐腐蚀性和强度，加入钼元素，在热处理中能细化晶粒，可加大其强度、韧性、抗腐蚀、耐磨和承受冲击负荷的等，加入钒元素，能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性，提高强度，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀，加入铬和镍微量元素，能提高其耐磨才能力和增加其强度，提高其熔点，增加抗高温的能力和抗氧化能力；在钢板表面还涂有一层锌镍合金材料，并且加入稀土元素中的镧、钕、钐元素，能在热处理过程中细化晶粒，形成致密的晶体结构，增加钢板的强度和耐摩擦性能，
并且通过热处理工艺，在其表面先喷涂一层陶瓷粉末，增加其表面的耐摩擦能力，不仅表面靓丽，耐摩擦性能强，能增加钢板的使用寿命，降低成本，并且通入氮气作为保护气体，能起到细化晶粒的作用，防止出现裂纹和气孔，增加钢板的强度和使用寿命，改善其综合机械性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.05%，硼：0.03%，钼：5.54%，钛：2.42%，钪：0.26%，钒：6.74%，铌：0.82%，铷：2.76%，铜：2.17%，铝：0.17%，铬：8.72%，锰：0.42%，镍：4.84%，锆：0.62%，镁：4.46%，锶：0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.01%，锰：0.35%，硼：0.14%，镁：0.22%，铝：0.02%，硅：1.41%，钒：0.16%，钨：3.36%，铜：0.63%，锌：25.7%，镍：22.5%，镧：2.42%，钕：5.52%，钐：3.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例还提供具有锌镍合金涂层的高强度钢板的热处理工艺，具体工艺如下：
步骤（1）：将锻造好的钢板放入回火炉加热至1510℃，保温1h，然后空冷至1050℃，采用风冷与水冷结合，先采用风冷以7℃/s的冷却速率将钢板冷却至750℃，采用水冷以5℃/s的冷却速率将钢板冷至520℃，再采用风冷与油冷结合，先采用风冷以8℃/s的冷却速率将钢板冷却至300℃，采用油冷以7℃/s的冷却速率将钢板冷至室温；
步骤（2）：配置锌镍合金涂层粉末，利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂0.7mm合金涂层，然后将其加热至855℃，通入氮气作为保护气体，保持2h，然后再次利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂1mm合金涂层，然后将其加热至990℃，保温30min，采用风冷，以10℃/s的速度冷却至室温；
步骤（3）：将钢板表面均匀喷洒一层陶瓷粉末，厚度为1mm，然后加热至320℃，保温35min，再加热至680℃，保温3h，然后采用氦气冷却，以8℃/s的速度冷却至室温，清洗钢板表面即可。
实施例2
本实施例提供的一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.07%，硼：0.05%，钼：5.56%，钛：2.44%，钪：0.28%，钒：6.76%，铌：0.84%，铷：2.79%，铜：2.19%，铝：0.19%，铬：8.75%，锰：0.44%，镍：4.86%，锆：0.65%，镁：4.48%，锶：0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.03%，锰：0.37%，硼：0.16%，镁：0.24%，铝：0.04%，硅：1.43%，钒：0.18%，钨：3.39%，铜：0.67%，锌：25.9%，镍：22.8%，镧：2.44%，钕：5.58%，钐：3.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例还提供具有锌镍合金涂层的高强度钢板的热处理工艺，具体工艺如下：
步骤（1）：将锻造好的钢板放入回火炉加热至1520℃，保温2h，然后空冷至1060℃，采用风冷与水冷结合，先采用风冷以12℃/s的冷却速率将钢板冷却至760℃，采用水冷以8℃/s的冷却速率将钢板冷至530℃，再采用风冷与油冷结合，先采用风冷以10℃/s的冷却速率将钢板冷却至310℃，采用油冷以15℃/s的冷却速率将钢板冷至室温；
步骤（2）：配置锌镍合金涂层粉末，利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂0.9mm合金涂层，然后将其加热至860℃，通入氮气作为保护气体，保持4h，然后再次利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂3mm合金涂层，然后将其加热至995℃，保温45min，采用风冷，以12℃/s的速度冷却至室温；
步骤（3）：将钢板表面均匀喷洒一层陶瓷粉末，厚度为3mm，然后加热至330℃，保温40min，再加热至690℃，保温5h，然后采用氦气冷却，以10℃/s的速度冷却至室温，清洗钢板表面即可。
实施例3
本实施例提供的一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板，该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.06%，硼：0.04%，钼：5.55%，钛：2.43%，钪：0.27%，钒：6.75%，铌：0.83%，铷：2.78%，铜：2.18%，铝：0.18%，铬：8.73%，锰：0.43%，镍：4.85%，锆：0.64%，镁：4.47%，锶：0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质；
钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.02%，锰：0.36%，硼：0.15%，镁：0.23%，铝：0.03%，硅：1.42%，钒：0.17%，钨：3.37%，铜：0.66%，锌：25.8%，镍：22.6%，镧：2.43%，钕：5.55%，钐：3.4%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例还提供具有锌镍合金涂层的高强度钢板的热处理工艺，具体工艺如下：
步骤（1）：将锻造好的钢板放入回火炉加热至1518℃，保温1.5h，然后空冷至1055℃，采用风冷与水冷结合，先采用风冷以8℃/s的冷却速率将钢板冷却至755℃，采用水冷以7℃/s的冷却速率将钢板冷至528℃，再采用风冷与油冷结合，先采用风冷以9℃/s的冷却速率将钢板冷却至306℃，采用油冷以8℃/s的冷却速率将钢板冷至室温；
步骤（2）：配置锌镍合金涂层粉末，利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂0.8mm合金涂层，然后将其加热至857℃，通入氮气作为保护气体，保持3h，然后再次利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂2mm合金涂层，然后将其加热至994℃，保温38min，采用风冷，以11℃/s的速度冷却至室温；
步骤（3）：将钢板表面均匀喷洒一层陶瓷粉末，厚度为1.8mm，然后加热至326℃，保温38min，再加热至686℃，保温4h，然后采用氦气冷却，以9℃/s的速度冷却至室温，清洗钢板表面即可。
各实施例钢板的性能如表1所示。
表1 各实施例钢板的性能
| 实施例 | 抗拉强度,MPa | 屈服强度,MPa | 延伸率,% | 厚度方向断面收缩率,% | -20℃夏比冲击功,J | CLR, % | CTR, % | CSR,% | SSC |
| 实施例1 | 462 | 335 | 31.5 | 60.5 | 217 | 0 | 0 | 0 | 无裂纹 |
| 实施例2 | 471 | 345 | 32.3 | 60.4 | 230 | 0 | 0 | 0 | 无裂纹 |
| 实施例3 | 453 | 328 | 34.4 | 70.2 | 242 | 0 | 0 | 0 | 无裂纹 |
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板，其特征在于：该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.05-0.07%，硼：0.03-0.05%，钼：5.54-5.56%，钛：2.42-2.44%，钪：0.26-0.28%，钒：6.74-6.76%，铌：0.82-0.84%，铷：2.76-2.79%，铜：2.17-2.19%，铝：0.17-0.19%，铬：8.72-8.75%，锰：0.42-0.44%，镍：4.84-4.86%，锆：0.62-0.65%，镁：4.46-4.48%，锶：0.02-0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，所述锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.01-0.03%，锰：0.35-0.37%，硼：0.14-0.16%，镁：0.22-0.24%，铝：0.02-0.04%，硅：1.41-1.43%，钒：0.16-0.18%，钨：3.36-3.39%，铜：0.63-0.67%，锌：25.7-25.9%，镍：22.5-22.8%，镧：2.42-2.44%，钕：5.52-5.58%，钐：3.2-3.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的具有锌镍合金涂层的高强度钢板，其特征在于：该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.05%，硼：0.03%，钼：5.54%，钛：2.42%，钪：0.26%，钒：6.74%，铌：0.82%，铷：2.76%，铜：2.17%，铝：0.17%，铬：8.72%，锰：0.42%，镍：4.84%，锆：0.62%，镁：4.46%，锶：0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，所述锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.01%，锰：0.35%，硼：0.14%，镁：0.22%，铝：0.02%，硅：1.41%，钒：0.16%，钨：3.36%，铜：0.63%，锌：25.7%，镍：22.5%，镧：2.42%，钕：5.52%，钐：3.2%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的具有锌镍合金涂层的高强度钢板，其特征在于：该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.07%，硼：0.05%，钼：5.56%，钛：2.44%，钪：0.28%，钒：6.76%，铌：0.84%，铷：2.79%，铜：2.19%，铝：0.19%，铬：8.75%，锰：0.44%，镍：4.86%，锆：0.65%，镁：4.48%，锶：0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，所述锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.03%，锰：0.37%，硼：0.16%，镁：0.24%，铝：0.04%，硅：1.43%，钒：0.18%，钨：3.39%，铜：0.67%，锌：25.9%，镍：22.8%，镧：2.44%，钕：5.58%，钐：3.5%，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的具有锌镍合金涂层的高强度钢板，其特征在于：该钢板的成分及质量百分比为：碳：0.06%，硼：0.04%，钼：5.55%，钛：2.43%，钪：0.27%，钒：6.75%，铌：0.83%，铷：2.78%，铜：2.18%，铝：0.18%，铬：8.73%，锰：0.43%，镍：4.85%，锆：0.64%，镁：4.47%，锶：0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述钢板的表面喷涂有锌镍合金涂层，所述锌镍合金涂层的成分及质量百分比为；
碳：0.02%，锰：0.36%，硼：0.15%，镁：0.23%，铝：0.03%，硅：1.42%，钒：0.17%，钨：3.37%，铜：0.66%，锌：25.8%，镍：22.6%，镧：2.43%，钕：5.55%，钐：3.4%，余量为Fe和不可避免的杂质。
5.一种具有锌镍合金涂层的高强度钢板的热处理工艺，其特征在于，具体工艺如下：
步骤（1）：将锻造好的钢板放入回火炉加热至1510-1520℃，保温1-2h，然后空冷至1050-1060℃，采用风冷与水冷结合，先采用风冷以7-12℃/s的冷却速率将钢板冷却至750-760℃，采用水冷以5-8℃/s的冷却速率将钢板冷至520-530℃，再采用风冷与油冷结合，先采用风冷以8-10℃/s的冷却速率将钢板冷却至300-310℃，采用油冷以7-15℃/s的冷却速率将钢板冷至室温；
步骤（2）：配置锌镍合金涂层粉末，利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂0.7-0.9mm合金涂层，然后将其加热至855-860℃，通入氮气作为保护气体，保持2-4h，然后再次利用喷涂设备向钢板表面均匀喷涂1-3mm合金涂层，然后将其加热至990-995℃，保温30-45min，采用风冷，以10-12℃/s的速度冷却至室温；
步骤（3）：将钢板表面均匀喷洒一层陶瓷粉末，厚度为1-3mm，然后加热至320-330℃，保温35-40min，再加热至680-690℃，保温3-5h，然后采用氦气冷却，以8-10℃/s的速度冷却至室温，清洗钢板表面即可。
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