CN105177418B - 钢材、车用酸洗板、酸洗方法及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钢材、车用酸洗板、酸洗方法及其制造方法，该钢材按照质量百分比(wt％)由如下组份组成：C：0.06～0.09；Mn：1.10～1.3；P≤0.012；S≤0.008；Nb：0.03～0.05；Ti：0.010～0.020；Al：0.020～0.050，其余为铁和微量杂质。采用上述化学成分及生产工艺，使得本发明汽车结构用酸洗板的屈服强度大于420MPa，抗拉强度大于500MPa，延伸率大于27％。本发明汽车结构用酸洗板具有良好的表面质量、冲压性能和电泳漆性能，适用于采用冷弯和冲压成形工艺制造汽车大梁及其它汽车结构件。

Description

钢材、车用酸洗板、酸洗方法及其制造方法

技术领域

本申请属于轧钢技术领域，特别是涉及一种钢材、车用酸洗板、酸洗方法及其制造方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，国内汽车产销量越来越大。2014年我国汽车产销量双双突破2300万辆，产销量连续六年保持世界第一。根据汽车轻量化的要求，汽车工业需要大量具备较高屈服强度和抗拉强度的汽车结构钢。中国专利CN 101748329 B公开了一种汽车大梁板用钢及其制造方法，钢板的抗拉强度大于610MPa，屈服强度大于500MPa。但是，目前国内汽车工业大量使用的汽车结构钢抗拉强度级别为500MPa。

汽车结构件一般采用热轧钢板冲压成型。影响汽车结构钢冲压成型性能的主要因素有两个：汽车结构板表面质量和冲压模具润滑条件。为提高热轧钢板冲压性能，汽车厂在冲压前一般对钢板进行表面喷丸或酸洗处理。与表面喷丸相比，酸洗可完全除去钢板表面氧化铁，显著提高钢板冲压性能和表面电泳漆性能。但目前汽车厂采用的“土酸洗”方法造成大量废酸，如果无法回收系统，会造成环境污染。同时，目前国内高强汽车结构钢无论单独采用Nb、V或Ti强化，还是采用NB-V、Nb-Ti或NB-V-Ti的复合强化路线，在成分设计时均添加Si，利用Si的固溶强化作用，提高钢的强度。

中国专利CN 102212747 A和CN 101892421 A采用低Nb强化路线生产汽车大梁钢，其中Si添加量分别为0.08～0.20％和0.0154～0.254％。

中国专利CN100519808C公开了一种含钒热轧钢板及其制备方法，该专利采用V强化生产强韧性匹配较好热轧钢板，其中Si添加量为0.15～0.24％。

中国专利CN 102978511 B和CN 103451535 A采用Ti强化路线生产低成本汽车大梁钢K610L和510MPa级汽车大梁用热连轧板带钢，其中Si添加量分别为0.10～0.34％和0.30～0.50％。

中国专利CN 101914729 A公开了一种铌钛复合重型卡车汽车大梁钢及其制备方法，该专利采用Nb-Ti复合强化路线生产610MPa级汽车大梁钢，其中Si添加量为0.10～0.30％；

中国专利CN 102732784 A和CN 102732785 A采用Nb-V复合强化路线生产590L和610L汽车大梁用钢，其中Si添加量分别为0.25～0.45％和0.25～0.40％。

由于Si的扩散能力较强，在1173℃以上与表面氧化铁皮形成Fe₂SiO₄尖晶石相，该相在除磷过程中不易去除，影响汽车结构钢板酸洗质量，进而影响钢板冲压性能和电泳漆质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢材、车用酸洗板、酸洗方法及其制造方法，满足汽车工业免酸洗、直接冲压生产制造汽车大梁及其它汽车结构件的要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种钢材，按照质量百分比(wt％)由如下组份组成：

C：0.06～0.09；

Mn：1.10～1.3；

P≤0.012；

S≤0.008；

Nb：0.03～0.05；

Ti：0.010～0.020；

Al：0.020～0.050，

其余为铁和微量杂质。

本申请还公开了一种车用酸洗板，按照质量百分比(wt％)由如下组份组成：

C：0.06～0.09；

Mn：1.10～1.3；

P≤0.012；

S≤0.008；

Nb：0.03～0.05；

Ti：0.010～0.020；

Al：0.020～0.050，

其余为铁和微量杂质。

本申请还公开了一种车用酸洗板的酸洗方法，采用盐酸对酸洗板酸洗，酸液温度为70～85℃，酸液中盐酸的浓度不超过160g/L，Fe²⁺的质量浓度控制在130g/L以下，酸洗时在酸液中加入缓蚀剂形成酸洗溶液，缓蚀剂占酸洗溶液的重量百分比为0.05～0.10％。

相应地，本申请还公开了一种车用酸洗板的制造方法，包括：先将铸坯加热1200～1250℃，在炉时间≥150min；再经过多道次粗轧，获得中间坯，粗轧结束温度为1010℃～1050℃；在粗轧和精轧之间，启用热卷箱，防止中间坯边部温度降低过快；再经过多道次精轧，获得所需要尺寸的钢板，终轧温度820℃～870℃；然后经过层流冷却快速冷却到550℃～600℃后卷取；待温至60℃后进行平整轧制，改善板型，平整轧制压下量为1～2％，所述铸坯按照质量百分比(wt％)由如下组份组成：

C：0.06～0.09；

Mn：1.10～1.3；

P≤0.012；

S≤0.008；

Nb：0.03～0.05；

Ti：0.010～0.020；

Al：0.020～0.050，

其余为铁和微量杂质。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供一种500MPa级汽车结构用酸洗板及其生产方法，满足汽车工业免酸洗、直接冲压生产制造汽车大梁及其它汽车结构件的要求。本发明提供的酸洗板在具有酸再生车间的封闭式生产线生产，无废酸排放，解决了汽车企业“土酸洗”后废酸污染问题，符合汽车工业安全、节能、环保要求，社会效益显著。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例1中酸洗板的金相结构图；

图2所示为本发明具体实施例2中酸洗板的金相结构图。

具体实施方式

本实施例的目的在于提供一种500MPa级汽车结构用酸洗板及其生产方法，满足汽车工业免酸洗、直接冲压生产制造汽车大梁及其它汽车结构件的要求。

本实施例提供的酸洗板在具有酸再生车间的封闭式生产线生产，无废酸排放，解决了汽车企业“土酸洗”后废酸污染问题，社会效益显著。

本实施例通过优化汽车结构钢的化学成分和热轧工艺，控制汽车结构钢的组织性能和表面氧化皮结构，酸洗后获得具有良好冲压性能和高表面质量的热轧酸洗板。

工艺流程为：铁水经过KR脱硫处理、转炉炼钢、LF炉精练处理后，再进行连铸；板坯经过再加热、粗轧、精轧、层流冷却后，进行卷曲；待钢卷温度低于60℃后经平整轧制-酸洗-漂洗-涂油-包装，得到成品。

本实施例所述铸坯的冶炼工艺为：铁水经过KR脱硫预处理和转炉冶炼工艺来控制钢水的有害元素P和S，采用LF炉精炼处理对钢水的化学成分进行准确的控制，然后利用连铸机获得所需要的铸坯。所述汽车结构钢的铸坯成分质量百分比(wt％)为：C：0.06～0.09；Mn：1.10～1.3；P≤0.012；S≤0.008；Nb：0.03～0.05；Ti：0.010～0.020；Al：0.020～0.050，其余为铁和残余的微量杂质。

本实施例采用低碳的成分设计，旨在提高钢板的冷弯性能和焊接性能；本发明采用无硅的成分设计，避免钢坯加热过程中在氧化铁皮层和基体之间形成结合力强的Fe₂SiO₄，减轻除磷的压力，提高酸洗板的表面质量；为补偿Si的固溶强化效果，添加适量的Nb、Ti微合金，利用其析出来细化晶粒，进而获得合适的钢板强度，满足其使用性能。

本实施例采用1450mm宽热连轧机组和1600mm宽推拉式酸洗机组生产900～1300mm宽、1.8～6.0mm厚的500MPa级汽车结构用酸洗板。

轧制工艺为：先将220mm厚铸坯加热1200～1250℃，在炉时间≥150min；再经过6道次粗轧，获得35～40mm中间坯，粗轧结束温度为1010℃～1050℃；在粗轧和精轧之间，启用热卷箱，防止中间坯边部温度降低过快；再经过7道次精轧，获得所需要尺寸的钢板，终轧温度820℃～870℃；然后经过层流冷却快速冷却到550℃～600℃后卷取，获得所需要的组织性能；待温至60℃后进行平整轧制，改善板型，平整轧制压下量为1～2％。

酸洗工艺为：采用盐酸酸洗，酸液温度为70～85℃，酸液中盐酸的浓度不超过160g/L，Fe²⁺的质量浓度控制在130g/L以下，酸洗时在酸液中加入缓蚀剂形成酸洗溶液，缓蚀剂占酸洗溶液的重量百分比为0.05～0.10％。

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

其中，本发明实例中的屈服强度、抗拉强度、延伸率的测定方法都是按国家标准进行测定的。

实施例1

按重量百分比计，钢坯的化学成分为：C：0.06％、Mn：1.22％、P：0.011％、S：0.005％、Nb：0.036、Ti：0.014％、Als：0.038％，其余为Fe及不可避免的杂质。

其生产过程为：钢坯→热轧→层流冷却→卷取→平整→酸洗→涂油→成品。220mm厚钢坯经1220℃加热后，经两个可逆式粗轧机6道次粗轧成35mm厚的中间坯，粗轧压下率为84.1％，再经热卷箱保温后进入精轧机组，经7道次轧制成2.5mm厚的钢卷，精轧压下率为92.9％，终轧温度为850℃。钢卷经层流冷却后进入卷取机卷取得带钢，卷取温度为580℃。待钢卷温度低于60度后将钢卷运至平整机组平整，平整延伸率为1.3％。最后将平整后钢卷运至推拉式酸洗机组酸洗，酸洗采用盐酸酸洗，酸液温度为70～85℃，酸液中盐酸的浓度不超过160g/L，Fe²⁺的质量浓度控制在130g/L以下。酸洗时在酸液中加入缓蚀剂形成酸洗溶液，缓蚀剂占酸洗溶液的重量百分比为0.05～0.10％。酸洗后进行涂油(分卷)-包装，得到2.5mm厚的汽车结构用热轧酸洗板。

金相结构图参图1所示，经测定，本实施例所生产的汽车结构用热轧深冲酸洗板的性能如下：屈服强度、抗拉强度、延伸率分别为518MPa、577MPa、27.5％。

实施例2

按重量百分比计，钢坯的化学成分为：C：0.07％、Mn：1.18％、P：0.010％、S：0.004％、Nb：0.038、Ti：0.017％、Als：0.036％，其余为Fe及不可避免的杂质。

其生产过程为：钢坯→热轧→层流冷却→卷取→平整→酸洗→涂油→成品。220mm厚钢坯经1220℃加热后，经两个可逆式粗轧机6道次粗轧成40mm厚的中间坯，粗轧压下率为81.8％，再经热卷箱保温后进入精轧机组，经7道次轧制成4.0mm厚的钢卷，精轧压下率为90.0％，终轧温度为840℃。钢卷经层流冷却后进入卷取机卷取得带钢，卷取温度为570℃。待钢卷温度低于60度后将钢卷运至平整机组平整，平整延伸率为1.4％。最后将平整后钢卷运至推拉式酸洗机组酸洗，酸洗采用盐酸酸洗，酸液温度为70～85℃，酸液中盐酸的浓度不超过160g/L，Fe²⁺的质量浓度控制在130g/L以下。酸洗时在酸液中加入缓蚀剂形成酸洗溶液，缓蚀剂占酸洗溶液的重量百分比为0.05～0.10％。酸洗后进行涂油(分卷)-包装，得到4.0mm厚的汽车结构用热轧酸洗板。

金相结构图参图2所示，经测定，本实施例所生产的汽车结构用热轧深冲酸洗板的性能如下：屈服强度、抗拉强度、延伸率分别为499MPa、546MPa、31％。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (3)

1.一种车用酸洗板，其特征在于，按照质量百分比（wt%）由如下组份组成：

0.06≤C＜0.07；

1.1≤Mn≤1.18；

P≤0.012；

S≤0.008；

Nb：0.03～0.05；

Ti：0.010～0.020；

Al：0.020～0.050，

其余为铁和微量杂质，

该车用酸洗板制造方法包括：先将铸坯加热1200～1250℃，在炉时间≥150min；再经过多道次粗轧，获得中间坯，粗轧结束温度为1010℃～1050℃；在粗轧和精轧之间，启用热卷箱，防止中间坯边部温度降低过快；再经过多道次精轧，获得所需要尺寸的钢板，终轧温度820℃～870℃；然后经过层流冷却快速冷却到550℃～600℃后卷取；待温至60℃后进行平整轧制，改善板型，平整轧制压下量为1~2%。

2.权利要求1所述车用酸洗板的酸洗方法，其特征在于：采用盐酸对酸洗板酸洗，酸液温度为70~85℃，酸液中盐酸的浓度不超过160g/L，Fe²⁺的质量浓度控制在130g/L以下，酸洗时在酸液中加入缓蚀剂形成酸洗溶液，缓蚀剂占酸洗溶液的重量百分比为0.05~0.10％。

3.一种车用酸洗板的制造方法，其特征在于，包括：先将铸坯加热1200～1250℃，在炉时间≥150min；再经过多道次粗轧，获得中间坯，粗轧结束温度为1010℃～1050℃；在粗轧和精轧之间，启用热卷箱，防止中间坯边部温度降低过快；再经过多道次精轧，获得所需要尺寸的钢板，终轧温度820℃～870℃；然后经过层流冷却快速冷却到550℃～600℃后卷取；待温至60℃后进行平整轧制，改善板型，平整轧制压下量为1~2%，所述铸坯按照质量百分比（wt%）由如下组份组成：

0.06≤C＜0.07；

1.1≤Mn≤1.18；

P≤0.012；

S≤0.008；

Nb：0.03～0.05；

Ti：0.010～0.020；

Al：0.020～0.050，

其余为铁和微量杂质。