CN105970105B - 超深冲用热镀铝锌板/带及其制备方法 - Google Patents

超深冲用热镀铝锌板/带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热镀铝锌板/带及其制备方法，具体涉及一种具有超深冲性能的热镀铝锌板/带及其制备方法。超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其中所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.005％，Si≤0.02％，Mn≤0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，AlS0.020～0.060％，Ti 0.050～0.085％，Nb 0.005～0.030％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％，Zn 42～44％，Si 1.4～1.8％。本发明的超深冲用热镀铝锌板/带力学性能和超深冲性能优良，其屈服强度130～190Mpa，抗拉强度280～350Mpa，延伸率≥38％，n≥0.19，r≥2.2，表面质量良好，可满足汽车、家电等超深冲用户的使用要求。此外该热镀铝锌板/带镀层致密均匀，具有良好的冲压成形性、耐高温性、耐蚀性。

Description

超深冲用热镀铝锌板/带及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热镀铝锌板/带及其制备方法，具体涉及一种具有超深冲性能的热镀铝锌板/带及其制备方法。
背景技术
热镀铝锌板(GL板)是在热镀铝和热镀锌的基础上开发成功的，它兼具了镀铝钢板优良的耐大气腐蚀性、耐热抗氧化性和镀锌钢板优良的电化学保护性，在各种大气环境条件下，其耐蚀寿命比热镀锌板高2～6倍，主要用于建筑、家电等领域。鉴于热镀铝锌板具有很高的防腐蚀性能，家电行业用户希望采用热镀铝锌板制作空调底盘、电视背板，以替代电镀锌板、热镀锌喷涂板及锌铝镁镀层钢板。因此，进行超深冲用热镀铝锌板的开发具有十分重要的意义。
超深冲用热镀铝锌板/带可以用来冲制汽车、家电等要求深冲性能极高、形状特别复杂的难冲零件，一般要求其屈服强度低，延性率较高和优异的深冲性能，同时具有良好的耐蚀性和镀层粘附性能。因此，不仅超深冲有热镀铝锌板的基板要具有优良的力学性能，还需要镀层具有良好的冲压成型性。
热镀铝锌板的长期应用实践表明，虽然涂镀层成形性能完全可以满足建筑业等用户要求，但因其镀层存在Fe-Al-Si-Zn脆性中间相层，两相间(富Zn相和富Al相)物理性能存在差异，以及存在Si析出相，所以成形性能相对于热镀锌而言较差，在零件冲压成形过程中镀层易开裂，从而降低产品耐蚀性，不利于在家电制造业方面的使用。因此，热镀铝锌的生产工艺条件需进行严格控制及优化，才能保证镀层的冲压成形性。
长期应用实践表明，当力学性能偏差(屈服强度大约180Mpa，延伸率A80mm在36％以下)或热镀铝锌工艺控制不当时，在进行超深冲时，镀层极易出现开裂、脱落等不良现象，不能满足用户的使用要求。申请号为“200710093976.8”，发明名称为“深冲用热镀铝锌钢板/带及其生产方法”，公开了一种IF钢基板成分为(wt％)：C≤0.01，Si≤0.12，Mn≤0.6，P≤0.1，S≤0.045，Ti≤0.3，余量为Fe和不可避免的杂质；合金镀层成分(wt％)为铝55±3，锌43.5±1.5，硅1.5的深冲用热镀铝锌板。其制备得到的热镀铝锌板的力学性能较低，且未要求镀层的冲压成形性能，不能满足家电等用户的超深冲的使用要求。因此，需进行超深冲用热镀铝锌板的开发。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种具有良好的力学性能、冲压性能、耐腐蚀性能、表面质量的热镀铝锌板/带。
本发明超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其中所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.005％，Si≤0.02％，Mn≤0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，AlS0.020～0.060％，Ti 0.050～0.085％，Nb 0.005～0.030％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％，Zn 42～44％，Si 1.4～1.8％。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.0025％、Si≤0.02％、Mn 0.10～0.15％、P≤0.008％、S≤0.008％、AlS 0.040～0.060％，Ti 0.060～0.085％，Nb 0.008～0.020％。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，其屈服强度为130～190Mpa，抗拉强度280～350Mpa，延伸率A80mm≥38％，n≥0.19，r≥2.2。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，屈服强度为130～160Mpa，抗拉强度290～320Mpa，延伸率A80mm 40％～45％，n 0.20～0.25，r 2.4～3.0。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法。
上述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺，其中所述热轧工艺为：终轧温度为900～950℃，卷取温度为730～800℃。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述冷轧基板脱脂清洗工艺为：槽液温度65～90℃，脱脂槽碱液碱点为60～90，清洗槽碱点＜10，带钢的烘干温度≥110℃。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述连续退火工艺为：退火温度为830～900℃；炉内氢气≥2.0％，余量为N2；入锌锅温度为550～590℃。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述热浸镀工艺为：镀液温度为580～630℃；锌锅中镀液由以下重量比成分组成：Al 53～56％、Zn 42～44％、Si 1.4～1.8％。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述光整工艺中光整延伸率≤0.7％，拉矫工艺中拉矫延伸率小于≤0.3％。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述表面处理为涂油处理、无铬钝化处理、耐指纹钝化处理中的至少一种；其中所述无铬钝化处理或者耐指纹钝化处理的烘干温度为80～110℃，烘干时间为≥10s。
本发明的超深冲用热镀铝锌板/带力学性能和超深冲性能优良，其屈服强度130～190Mpa，抗拉强度280～350Mpa，延伸率(A80mm)≥38％，n≥0.19，r≥2.2，表面质量良好，可满足汽车、家电等超深冲用户的使用要求。此外该热镀铝锌板/带镀层致密均匀，具有良好的冲压成形性、耐高温性、耐蚀性。
具体实施方式
本发明超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其中所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.005％，Si≤0.02％，Mn≤0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，AlS0.020～0.060％，Ti 0.050～0.085％，Nb 0.005～0.030％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％，Zn 42～44％，Si 1.4～1.8％。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，所述IF钢基板优选由以下重量比成分组成：C≤0.0025％、Si≤0.02％、Mn 0.10～0.15％、P≤0.008％、S≤0.008％、AlS 0.040～0.060％，Ti 0.060～0.085％，Nb 0.008～0.020％；更优选由以下重量比成分组成：C 0.0020～0.0025％、Si 0.012～0.015％、Mn 0.10～0.12％、P 0.006～0.008％、S0.006～0.007％、AlS 0.045～0.047％，Ti 0.063～0.065％，Nb 0.010～0.015％。
其中，Ti、Nb元素可以固定钢中的碳、氮等间隙原子，形成无间隙原子钢，以保证具有无时效性和超深冲性。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，其屈服强度为130～190Mpa，抗拉强度280～350Mpa，延伸率A80mm≥38％，n≥0.19，r≥2.2。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述所述超深冲用热镀铝锌板/带，屈服强度为130～160Mpa，抗拉强度290～320Mpa，延伸率A80mm 40％～45％，n 0.20～0.25，r 2.4～3.0。
本发明还提供一种超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法。
上述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺，其中为了确保基板的晶粒充分生长，均匀增大，所述热轧工艺为：终轧温度为900～950℃，卷取温度为730～800℃。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，对冷轧基板进行脱脂清洗工艺，是为了保证基板以清洁的表面进入锌锅，基板清洁度越高，其与镀层的结合性能更好，更有利于基板和镀层的结合，否则易导致镀层附着性差，在超深冲成形时出现镀层脱落。其中所述冷轧基板脱脂清洗工艺为：槽液温度65～90℃，脱脂槽碱点为60～90，清洗槽总碱点＜10，带钢的烘干温度≥110℃。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述连续退火工艺为：退火温度为830～900℃；炉内氢气≥2.0％，余量为N2；入锌锅温度为550～590℃。其中，退火温度的高低影响超深冲钢板基板组织，随着退火温度的升高，铁素体晶粒尺寸略有增大，均匀程度增加，从而影响钢板的力学性能，其中延伸率、n值会不断提高。氢气是为了保证在高温退火时，钢板/带处在还原性气氛中，不被O2氧化，避免钢带/板表面形成氧化铁，保证钢板表面的清洁度，一般H2浓度越高越好，但安全性及成本也会越高，当氢气浓度在2％以上时，已满足要求。镀液温度的稳定对镀层的组织及锌花表面质量影响十分大，因此，带钢进入锌锅温度必须稳定，且与镀液温度基本相同。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中，镀液温度是为了保证镀液成分完全处于均匀的熔融状态，但镀液温度对基板的组织等会产生影响，也对锌花质量有影响，不能过高。因此，本发明镀液温度优选为580～620℃；锌锅中镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％、Zn 42～44％、Si 1.4～1.8％。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述光整工艺中光整延伸率≤0.7％，拉矫工艺中拉矫延伸率小于≤0.3％。光整工艺可提高表面质量，且有利于冲压成形性，拉矫延伸率也对n、r值有一定的影响。
上述所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其中所述表面处理主要为涂油处理、无铬钝化处理、耐指纹钝化处理中的至少一种；其中所述无铬钝化处理或者耐指纹钝化处理的烘干温度为80～110℃(PMT.)，烘干时间为≥10s。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
超深冲用热镀铝锌板厚度为0.7mm，基板为超低碳IF钢，主要成分为：C 0.0023％、Si0.015％、Mn 0.12％、P 0.008％、S 0.007％、AlS 0.047％，Ti 0.065％，Nb 0.010％。
其制备工艺包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
其中，热轧工艺为：终轧温度为925℃，卷取温度为775℃。
脱脂清洗工艺为：槽液温度需控制在75℃，脱脂槽碱液浓度为碱点为75，清洗槽碱点为3.2，带钢的烘干温度115℃。
连续退火工艺为：退火温度控制在875℃，炉内氢气为3.52％，N2为96.48％，入锌锅温度为585℃。
热浸镀工艺为：锌锅成分为铝55.3％、锌43.1％、硅1.6％，镀液温度为601℃，镀层重量为150g/m2(双面)。
光整延伸率为0.55％，拉矫延伸率为0.19％。
超深冲用热镀铝锌板/带的表面处理采用的无铬自润滑钝化处理，烘干温度为95℃(PMT.)，烘干时间为为12s。
经检测，本实施例的超深冲用热镀铝锌板/带的屈服强度为133MPa，抗拉强度298MPa，延伸率(A80mm)44％，n为0.20，r为2.5；镀层致密均匀，锌花良好，在中性盐雾试验条件下红锈产生时间在3000h以上。在进行空调底盘、电视背板等超深冲成型后，镀层不出现裂纹，且未有镀层脱落。
实施例2
超深冲用热镀铝锌板厚度为0.7mm，基板为超低碳IF钢，主要成分为：C 0.0020％、Si0.012％、Mn 0.10％、P 0.006％、S 0.006％、AlS 0.045％，Ti 0.063％，Nb 0.015％。
其制备工艺包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
其中，热轧工艺为：终轧温度为935℃，卷取温度为750℃。
脱脂清洗工艺为：槽液温度需控制在75℃，脱脂槽碱点为90，清洗槽碱点为6，带钢的烘干温度120℃。
连续退火工艺为：退火温度控制在860℃，炉内氢气为4.55％，，N2为95.45％，入锌锅温度为575℃。
热浸镀工艺为：锌锅成分为铝55.3％、锌43.1％、硅1.6％，镀液温度为605℃，镀层重量为140g/m2(双面)。
光整延伸率为0.50％，拉矫延伸率为0.16％。
超深冲用热镀铝锌板/带的表面处理采用耐指纹钝化处理，烘干温度为100℃(PMT.)，烘干时间为为15s。
经检测，本实施例的超深冲用热镀铝锌板/带的屈服强度为142MPa，抗拉强度305MPa，延伸率(A80mm)41％，n为0.21，r为2.4；镀层致密均匀，锌花良好，在中性盐雾试验条件下红锈产生时间在3000h以上。在进行空调底盘、电视背板等超深冲成型后，镀层不出现裂纹，且未有镀层脱落。
实施例3
超深冲用热镀铝锌板厚度为1.2mm，基板为超低碳IF钢，主要成分为：C 0.0017％、Si0.018％、Mn 0.13％、P 0.007％、S 0.009％、AlS 0.053％，Ti 0.056％，Nb 0.014％。
其制备工艺包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
其中，热轧工艺为：终轧温度为915℃，卷取温度为735℃。
脱脂清洗工艺为：槽液温度需控制在70℃，脱脂槽碱点为80，清洗槽碱点为5.2，带钢的烘干温度110℃。
连续退火工艺为：退火温度控制在842℃，炉内氢气为2.68％，N2为97.32％，入锌锅温度为590℃。
热浸镀工艺为：锌锅成分为铝55.0％、锌43.4％、硅1.6％，镀液温度为598℃，镀层重量为120g/m2(双面)。
光整延伸率为0.65％，拉矫延伸率为0.28％。
超深冲用热镀铝锌板/带的表面处理采用的涂油处理。
经检测，本实施例的超深冲用热镀铝锌板/带的屈服强度为168MPa，抗拉强度323MPa，延伸率(A80mm)38.5％，n为0.19，r为2.3；镀层致密均匀，锌花良好，在中性盐雾试验条件下红锈产生时间约1500h。在进行空调底盘、电视背板等超深冲成型后，镀层不出现裂纹，且未有镀层脱落。
对比例1
按照申请号为“200710093976.8”的专利说明书部分中实施例1的技术方案制备深冲热镀铝锌板，其屈服强度为159MPa，抗拉强度319MPa，延伸率(A80mm)36％，n为0.17，r为1.8，在进行空调底盘、电视背板冲压成型时，90°折弯位置外表面会出现镀层裂纹，内部顶角位置镀层会出现脱落，不能满足使用要求。

Claims (10)

1.超深冲用热镀铝锌板/带，包括IF钢基板和镀层，其特征在于：所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.005％，Si≤0.02％，Mn≤0.15％，P≤0.010％，S≤0.010％，AlS0.020～0.060％，Ti 0.050～0.085％，Nb 0.005～0.030％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％，Zn 42～44％，Si 1.4～1.8％；
其制备方法为：所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺；
所述热轧工艺为：终轧温度为900～950℃，卷取温度为730～800℃；
所述冷轧基板脱脂清洗工艺为：槽液温度65～90℃，脱脂槽碱液碱点为60～90，清洗槽碱点＜10，带钢的烘干温度≥110℃；
所述连续退火工艺为：退火温度为830～900℃；炉内氢气≥2.0％，余量为N2；入锌锅温度为560～590℃；
所述热浸镀工艺为：镀液温度为580～630℃；锌锅中镀层由以下重量比成分组成：Al53～56％、Zn 42～44％、Si 1.4～1.8％；
所述光整工艺中光整延伸率≤0.7％，拉矫工艺中拉矫延伸率小于≤0.3％。
2.根据权利要求1所述超深冲用热镀铝锌板/带，其特征在于：所述IF钢基板由以下重量比成分组成：C≤0.0025％、Si≤0.02％、Mn 0.10～0.15％、P≤0.008％、S≤0.008％、AlS0.040～0.060％，Ti 0.060～0.085％，Nb 0.008～0.020％。
3.根据权利要求1或2所述超深冲用热镀铝锌板/带，其特征在于：其屈服强度为130～190Mpa，抗拉强度280～350Mpa，延伸率A80mm≥38％，n≥0.19，r≥2.2。
4.根据权利要求3所述超深冲用热镀铝锌板/带，其特征在于：屈服强度为130～160Mpa，抗拉强度290～320Mpa，延伸率A80mm 40％～45％，n 0.20～0.25，r 2.4～3.0。
5.权利要求1～4任一项所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，包括热轧工艺、冷轧基板脱脂清洗工艺、连续退火工艺、热浸镀工艺、光整工艺、拉矫工艺、表面处理工艺，其特征在于：所述热轧工艺为：终轧温度为900～950℃，卷取温度为730～800℃。
6.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于：所述冷轧基板脱脂清洗工艺为：槽液温度65～90℃，脱脂槽碱液碱点为60～90，清洗槽碱点＜10，带钢的烘干温度≥110℃。
7.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于：所述连续退火工艺为：退火温度为830～900℃；炉内氢气≥2.0％，余量为N2；入锌锅温度为560～590℃。
8.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于：所述热浸镀工艺为：镀液温度为580～630℃；锌锅中镀层由以下重量比成分组成：Al 53～56％、Zn 42～44％、Si 1.4～1.8％。
9.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于：所述光整工艺中光整延伸率≤0.7％，拉矫工艺中拉矫延伸率小于≤0.3％。
10.根据权利要求5所述超深冲用热镀铝锌板/带的制备方法，其特征在于：所述表面处理为涂油处理、无铬钝化处理、耐指纹钝化处理中的至少一种；其中所述无铬钝化处理或者耐指纹钝化处理的烘干温度为80～110℃，烘干时间≥10s。
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