CN109852894A

CN109852894A - 一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法

Info

Publication number: CN109852894A
Application number: CN201910251770.6A
Authority: CN
Inventors: 胡华东; 李洪翠; 侯晓英; 张磊; 王乐; 雷凯; 陈晓潇; 曹同友
Original assignee: SD Steel Rizhao Co Ltd
Current assignee: SD Steel Rizhao Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2019-06-07

Abstract

本发明涉及一种经济型耐时效家电彩涂基板，其化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.001～0.0160、Si：≤0.025、Mn：0.10～0.16、P：≤0.015、S：≤0.012、Als：0.020～0.050、N:≤0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。生产工序如下：铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、板坯检查及清理、板坯加热、热连轧、层流冷却、卷取、酸洗、冷轧、热镀锌、光整、精整、涂油、包装。既能满足家电板所需的强度和硬度，又解决了时效性，具有良好的冲压加工性能，有利于用户制作深冲和变形较复杂的家电零部件，减少冲压加工时开裂、滑移线或弯曲表面起棱等缺陷，提高彩板成材率。

Description

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法

技术领域

本发明属于彩涂基板技术领域，具体涉及一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法。

背景技术

随着国内外节能减排要求的日益强烈，家电彩涂板被越来越广泛地应用于家电行业。至2010年，几乎所有的家电企业都不同程度使用彩涂板。家电彩涂板是未来涂层钢板发展的一个重要方向。家电彩板在彩涂生产中的烘烤固化过程，就是一个人工时效过程。而且家电彩板在后续的流通中再放置一段时间后(如3～6个月)，人工时效加上自然时效，必然导致用户在冲压加工过程中表面出现拉伸应变纹，严重影响了产品的美观；严重时还会导致基板轻微开裂，造成工件报废。

通过冶金工业信息标准研究院对国内外的文献资源进行检索，共查到与本研究项目相关文献11篇。首钢发明了一种冰箱外板用热镀锌板及其生产方法(专利申请号：CN201210205829)，其化学成分质量百分比(wt％)为：C:0.020～0.10、Si≤0.04、Mn：0.20～0.50、P≤0.015、S≤0.015、Alt:0.020～0.060、N≤0.0040，余量为Fe和微量元素。通过设计合理的热轧、冷轧及热镀锌工艺制度获得高强度低时效的热镀锌钢板，其力学性能为屈服强度280-295MPa，抗拉强度355-365MPa，A80＝33-36％，厚度0.45-0.5mm。但是此发明没有考虑到彩涂生产过程中的人工时效的影响。宝钢发明了一种抗烘烤时效的彩涂钢板/带及其制造方法(专利申请号：CN200910045844)，其成分质量百分比含量(wt％)为C：≤0.003、Si：0.15～0.25、Mn：0.5～0.8、P：0.06～0.08、S：≤0.01、Ti：0.04～0.07、B：0.0004～0.0008、N：≤0.003、Al：0.025～0.065、其余为Fe和不可避免的夹杂。通过电镀锌后涂敷有机膜得到耐时效彩板。但是此发明采用IF钢(interstitial-freesteel)，又称无间隙原子钢，作为基板生产家电彩板，成本偏高，而且钢基的强度和硬度会偏低。

家电用彩涂基板不仅要保证家电钢板所需的强度及硬度，还要保证优良的冲压性能，在冲压加工变形过程中不产生褶皱缺陷，不产生拉伸应变纹，而且符合家电企业降本增效原则。因此，国内外研究人员一直致力于开发出一种低成本、耐时效家电用彩涂基板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种经济型耐时效家电彩涂基板，其化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.001～0.0160、Si：≤0.025、Mn：0.10～0.16、P：≤0.015、S：≤0.012、Als：0.020～0.050、N:≤0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的C含量选择在0.001～0.0160％。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。此外，钢中碳含量对热镀锌有显著的影响，含碳量愈高，铁-锌反应就愈烈，铁的损失愈大，铁-锌合金层变得愈厚，使镀锌层粘附性变坏。综合上述因素，在保证一定强度的前提下，需对C含量进行严格的控制，碳含量为0.001～0.016％。

本发明的Si含量≤0.025％。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，但钢基中较高的含硅量对会热镀锌产生不利影响。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，则镀锌后镀层中铁-锌合金层ζ相剧烈增厚，形成灰色镀层，而使镀层粘附性变坏。因此，必须将硅含量控制在合适的范围内。因此，Si含量为≤0.025％。

本发明的Mn含量0.10～0.16％。Mn能强化铁素体，而且还固溶增加预涂层基材的强度。此外，钢中加入锰能防止在热加工时因硫引起钢的脆化，但随着彩涂板Mn的含量越高，其加工性能将逐渐下降。因此，Mn含量为0.10～0.16％。

本发明的P含量≤0.015％。一般来说，对于要求具有良好耐蚀性的预涂层基材而言，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，Ti与S的亲和力很强，因此，要充分发挥Ti的作用，首先要稳定和减少钢中的S含量。因此，S含量≤0.012％。

本发明的Als含量为0.020～0.050％。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。但对于低碳铝镇静钢来说，随着Als的增加，钢的夹杂物数量增多，夹杂物尺寸也将变大，将导致彩涂板的镀层附着力、耐蚀性能及冲压加工性能变差。但为了保证钢中N与Al充分结合生成AlN，减少彩涂板成品的时效，以及钢水完全脱氧及连铸坯的表面质量，Als应保证≥0.01％。因此，Als含量选择在0.02～0.05％。

本发明的N含量≤0.004％。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(如加工硬化指数n、塑性各向异性比r值下降)，同时，固溶N是造成彩板时效的主要原因，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。因此，耐时效家电彩板钢中的N含量应≤0.004％。

上述经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，包括如下工序：铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、板坯检查及清理、板坯加热、热连轧、层流冷却、卷取、酸洗、冷轧、热镀锌、光整、精整、涂油、包装。

具体步骤如下：

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

D2、然后将钢水进行连续铸造成钢坯，将钢坯检查及清理后进入下个工序；

D3、连铸坯经热连轧成钢带，经层流冷却、卷取后，用酸轧联合机组对热轧钢带进行酸洗；

D4、随后进行5道次的冷轧制得带钢，冷轧压下率控制在75～90％范围内，经热镀锌、光整、拉矫后，生产出热镀锌家电彩涂基板。

具体的，其轧制工艺热连轧采用“三高”工艺制度，即高的加热温度、高的终轧温度和高的卷取温度。热连轧的粗轧出口温度为1060-1100℃，精轧出口温度为900-930℃，卷取温度为700-730℃。

具体的，热镀锌工序的连续退火温度为800-820℃，连续退火时间60s，确保N、C充分与Ti结合生成稳定化合物，金相组织为铁素体。

具体的，热镀锌工序锌液温度458-462℃，带钢入锌锅温度460-475℃。

具体的，光整+拉矫控制在0.9～1.2％，确保消除屈服平台，减缓或消除彩涂工序的烘烤时效作用。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的耐时效家电用彩涂基板化学成分中未加入Ti、Nb等合金，加入的Mn合金量也较少，从而有力地降低了本发明镀锌板的生产成本。

(2)本发明家电用彩涂基板厚度为0.36mm～0.80mm，热镀锌镀层重量为80～120g/m²(双面)，屈服强度RP0.2为160～240MPa，抗拉强度280～360MPa，断后延伸率A80mm≥36％，既能满足家电板所需的强度和硬度，又解决了时效性，具有良好的冲压加工性能，有利于用户制作深冲和变形较复杂的家电零部件。

(3)本发明彩涂基板能够减少冲压加工时开裂、滑移线或弯曲表面起棱等缺陷，提高彩板成材率。经用户使用(甚至在放置3～6个月后)，在彩板板冲压加工部位没有皱折起棱，在冲压或拉伸变形后没有出现滑移线。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法，家电用彩涂基板厚度规格为0.8mm，其化学成分(wt％)为C：0.001、Si：0.020、Mn：0.10、P：0.015、S：0.012、Als：0.020、N:0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法为：包括以下步骤：

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

D4、随后进行5道次的冷轧制得带钢，冷轧压下率75％，经热镀锌、光整、拉矫后，生产出热镀锌家电彩涂基板。

具体地，所述步骤D3中热连轧的粗轧出口温度为1060℃，精轧出口温度为930℃。

具体地，所述步骤D3中卷取温度为730℃。

具体地，所述热镀锌过程中，连续退火温度为820℃，连续退火时间60s，金相组织为铁素体。

具体地，所述步骤D4热镀锌过程中，锌液温度458℃，带钢入锌锅温度460℃。

具体地，光整+拉矫控制在0.9～1.2％。

本化学成分及制造过程生产的家电彩涂基板，其屈服强度RP0.2为160MPa；抗拉强度Rm为280MPa；断后伸长率A80mm为43％；1个月后经用户使用，在彩板板冲压加工部位没有皱折起棱，在冲压或拉伸变形后没有出现滑移线。

实施例2

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法，，家电用彩涂基板厚度规格为0.7mm,其化学成分(wt％)为C：0.010、Si：0.018、Mn：0.11、P：0.012、S：0.010、Als：0.030、N:0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

D4、随后进行5道次的冷轧制得带钢，冷轧压下率80％，经热镀锌、光整、拉矫后，生产出热镀锌家电彩涂基板。

具体地，所述步骤D3中热连轧的粗轧出口温度为1071℃，精轧出口温度为924℃。

具体地，所述步骤D3中卷取温度为726℃。

具体地，所述热镀锌过程中，连续退火温度为814℃，连续退火时间60s，金相组织为铁素体。

具体地，所述步骤D4热镀锌过程中，锌液温度459℃，带钢入锌锅温度465℃。

具体地，光整+拉矫控制在0.9～1.2％。

本化学成分及制造过程生产的家电彩涂基板，其屈服强度RP0.2为174MPa；抗拉强度Rm为297MPa；断后伸长率A80mm为41％；1个月后经用户使用，在彩板板冲压加工部位没有皱折起棱，在冲压或拉伸变形后没有出现滑移线。

实施例3

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法，，家电用彩涂基板厚度规格为0.5mm,其化学成分(wt％)为C：0.0120、Si：0.025、Mn：0.12、P：0.010、S：0.009、Als：0.040、N:0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

D4、随后进行5道次的冷轧制得带钢，冷轧压下率82％，经热镀锌、光整、拉矫后，生产出热镀锌家电彩涂基板。

具体地，所述步骤D3中热连轧的粗轧出口温度为1082℃，精轧出口温度为922℃。

具体地，所述步骤D3中卷取温度为722℃。

具体地，所述热镀锌过程中，连续退火温度为811℃，连续退火时间60s，金相组织为铁素体。

具体地，所述步骤D4热镀锌过程中，锌液温度460℃，带钢入锌锅温度468℃。

具体地，光整+拉矫控制在0.9～1.2％。

本化学成分及制造过程生产的家电彩涂基板，其屈服强度RP0.2为192MPa；抗拉强度Rm为311MPa；断后伸长率A80mm为39.5％；1个月后经用户使用，在彩板板冲压加工部位没有皱折起棱，在冲压或拉伸变形后没有出现滑移线。

实施例4

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法，，家电用彩涂基板厚度规格为0.45mm,其化学成分(wt％)为C：0.0140、Si：0.019、Mn：0.14、P：0.011、S：0.010、Als：0.045、N:0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

D4、随后进行5道次的冷轧制得带钢，冷轧压下率85％，经热镀锌、光整、拉矫后，生产出热镀锌家电彩涂基板。

具体地，所述步骤D3中热连轧的粗轧出口温度为1094℃，精轧出口温度为911℃。

具体地，所述步骤D3中卷取温度为715℃。

具体地，所述热镀锌过程中，连续退火温度为806℃，连续退火时间60s，金相组织为铁素体。

具体地，所述步骤D4热镀锌过程中，锌液温度461℃，带钢入锌锅温度472℃。

具体地，光整+拉矫控制在0.9～1.2％。

本化学成分及制造过程生产的家电彩涂基板，其屈服强度RP0.2为229MPa；抗拉强度Rm为331MPa；断后伸长率A80mm为37.5％；1个月后经用户使用，在彩板板冲压加工部位没有皱折起棱，在冲压或拉伸变形后没有出现滑移线。

实施例5

一种经济型耐时效家电彩涂基板及其生产方法，，家电用彩涂基板厚度规格为0.36mm,其化学成分(wt％)为C：0.0160、Si：0.022、Mn：0.16、P：0.012、S：0.008、Als：0.050、N:0.003，其余为Fe和不可避免的杂质。

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

D4、随后进行5道次的冷轧制得带钢，冷轧压下率90％，经热镀锌、光整、拉矫后，生产出热镀锌家电彩涂基板。

具体地，所述步骤D3中热连轧的粗轧出口温度为1100℃，精轧出口温度为900℃。

具体地，所述步骤D3中卷取温度为700℃。

具体地，所述热镀锌过程中，连续退火温度为800℃，连续退火时间60s，金相组织为铁素体。

具体地，所述步骤D4热镀锌过程中，锌液温度462℃，带钢入锌锅温度475℃。

具体地，光整+拉矫控制在0.9～1.2％。

本化学成分及制造过程生产的家电彩涂基板，其屈服强度RP0.2为240MPa；抗拉强度Rm为360MPa；断后伸长率A80mm为36％；1个月后经用户使用，在彩板板冲压加工部位没有皱折起棱，在冲压或拉伸变形后没有出现滑移线。

Claims

1.一种经济型耐时效家电彩涂基板，其特征在于，其化学成分如下：以质量百分比计算，C：0.001～0.0160、Si：≤0.025、Mn：0.10～0.16、P：≤0.015、S：≤0.012、Als：0.020～0.050、N:≤0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，包括如下工序：铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理、连铸、板坯检查及清理、板坯加热、热连轧、层流冷却、卷取、酸洗、冷轧、热镀锌、光整、精整、涂油、包装。

3.如权利要求2所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，所述具体步骤如下：

D1、首先经铁水脱硫、转炉冶炼、RH真空处理；

4.如权利要求2或3所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，所述热连轧的粗轧出口温度为1060-1100℃，精轧出口温度为900-930℃。

5.如权利要求2或3所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，所述卷取温度为700-730℃。

6.如权利要求2或3所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，所述热镀锌工序的连续退火温度为800-820℃，连续退火时间60s，金相组织为铁素体。

7.如权利要求2或3所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，所述热镀锌工序锌液温度458-462℃，带钢入锌锅温度460-475℃。

8.如权利要求2或3所述的经济型耐时效家电彩涂基板的生产方法，其特征在于，所述光整+拉矫控制在0.9～1.2％。