CN109881096A

CN109881096A - 一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板及其制备方法

Info

Publication number: CN109881096A
Application number: CN201910196615.9A
Authority: CN
Inventors: 李春诚; 黄健; 刘宏亮; 高洪刚; 薛文辉; 程宏远; 冯岗
Original assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Current assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2019-06-14

Abstract

本发明的一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板及其制备方法，钢板包括带钢和形成于带钢一个表面的电镀锌层，所述电镀锌层厚度为70～90g/m²；所述带钢的化学组成及其重量百分比为C：0.12～0.24％、Si：0.80‑1.80％、Mn：1.20～2.50％、Nb：0.01‑0.06％、P≤0.20％、S≤0.03％、Al≤0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的钢板表面质量更好，兼具高强度、高塑性的优异综合力学性能。

Description

一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板及其制备方法

技术领域

本发明属电镀钢板加工技术领域，涉及一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板及其制备方法。

背景技术

近年来，汽车工业对高强钢的需求量日益增加，用于制作汽车车体的钢板需要具有耐腐蚀性，同时又要具有优良的焊接性。普通连退钢板因其为裸板，故其有良好的焊接性能，但耐腐蚀差，需要后续加工零部件厂进行表面处理才能使用，而且冷轧板的用量在逐年减少。热镀锌因其可以提高钢板的耐蚀性，近年来应用越来越多，但钢板进入锌锅后上下表面都会附着锌层，因而加工焊接性能要求较高的零部件受到局限，因此热镀锌在工业生产无法实现单面镀层控制。电镀锌是通过电化学反应来控制锌层涂镀在钢板上，锌层不仅薄而且均匀。钢板加工零部件需要有良好的焊接性能，而锌的熔点低于钢板，加热时先熔化的锌层使两板间的接触面扩大，电流密度减小，故正常普通双面电镀锌的焊接性能较差。目前，关于单面电镀锌汽车板制备及其生产方法的研究较少，很少有相关文献与专利。目前，国内在单面电镀锌技术与国外差距较大，特别是在汽车板高强钢方面，相关附加值较高的产品仍依赖进口。800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢超过11000元/吨，比同级别其它钢种高出4000元以上，且国内钢企尚不具备生产能力，只能依赖国外进口。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板及其制备方法，可单面电镀锌产品生产，钢板的锌层薄而均匀，不但满足耐腐蚀要求，而且在非镀层面可焊接性好。

本发明提供一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板，包括带钢和形成于带钢一个表面的电镀锌层，所述电镀锌层厚度为70～90g/m²；

所述带钢的化学组成及其重量百分比为C：0.12～0.24％、Si：0.80-1.80％、Mn：1.20～2.50％、Nb：0.01-0.06％、P≤0.20％、S≤0.03％、Al≤0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明还提供一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，包括：

将铁水经预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、热轧板坯加热、热轧、层流冷却、第一次卷取、酸洗、冷轧、连续退火处理后获得带钢；对连续退火后的带钢进行单面电镀锌处理；

在进行单面电镀锌处理时预先在带钢的非镀锌的一面上涂耐酸物质，并将电镀液的液面控制在带钢的中心线处；再通过控制阳极开关，使上、下阳极中的一个阳极通电，另一个阳极不通电。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，单面电镀锌处理具体包括：开卷、焊接、碱喷洗、电解脱脂、刷洗和漂洗、电解酸洗、单面镀锌、冷却以及第二次卷取。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，热轧板坯加热温度为1220～1300℃，开轧温度为1100～1140℃，终轧温度为900～960℃。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，层流冷却的冷却速率为20～40℃/s。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，第一次卷取温度为550～610℃。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，冷轧的压下率大于或等于50％。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，在轧制钢板过程中采用连退工艺和炉内气氛控制，并在热轧板坯加热和连续退火步骤中通过Nb微合金元素的细晶强化作用，保证钢板兼具高强度和高塑性的力学性能。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，在进行电解脱脂前在非镀锌的一面钢板上涂一层耐酸物质。

在本发明的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法中，在单面电镀锌处理过程中进行碱喷洗时采用浓度为1～3％的NaOH碱液清洗带钢表面的油污和杂质；在60～70℃温度下采用浓度70～110g/L的硫酸中进行电解酸洗；进行单面镀锌时电镀锌液中的Zn⁺²浓度为90～120g/L，PH值为1.5～1.9，电镀锌液温度为50～60℃。

本发明的一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板及其制备方法，其生产控制相对简单，工艺参数易于实现，表面质量更好，兼具高强度、高塑性的优异综合力学性能，本发明成功通过了全球合资汽车厂认证工作，具备替代进口产品的能力，吨钢售价比国外产品低1000元，打破了国外产品的垄断情况，填补了国内生产该类单面电镀锌汽车板的空白，具有极高的附加值，而且大大提高了中国企业的知名度，具有极强的示范作用，同时也大大降低汽车厂的采购成本。

附图说明

图1是国外单面电镀锌TRIP800EZ钢的微观组织图；

图2是本发明的单面电镀锌TRIP800EZ钢的微观组织图；

图3是本发明单面电镀锌TRIP800EZ钢与国外TRIP800EZ钢的拉伸应力应变曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板，包括带钢和形成于带钢一个表面的电镀锌层，所述电镀锌层厚度为70～90g/m²。

所述带钢的化学组成及其重量百分比为C：0.12～0.24％、Si：0.80-1.80％、Mn：1.20～2.50％、Nb：0.01-0.06％、P≤0.20％、S≤0.03％、Al≤0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。经单面电镀锌后获得相变诱导塑性钢板的屈服强度为440～550Mpa，抗拉强度为800-900Mpa。

本发明的一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，包括：

单面电镀锌处理具体包括：开卷、焊接、碱喷洗、电解脱脂、刷洗和漂洗、电解酸洗、单面镀锌、冷却以及第二次卷取。由连续退火机组生产的钢卷通过吊车和过跨车送到电镀锌前库，由电镀锌前库内的吊车吊运至电镀锌机组入口段的钢卷鞍座上，经过开卷机进行上机开卷，带钢带头与前一卷进行焊接，带尾与下一卷带头焊接，从而达到连续生产的要。然后带钢进入入口活套，通过拉伸矫直机矫直，带钢进入到清洗段，采用浓度为1～3％的NaOH碱液清洗带钢表面的油污和杂质。经化学脱脂、电解脱脂、刷洗和漂洗，在60～70℃温度下采用浓度70～110g/L的硫酸进行电解酸洗、三级脱盐水漂洗，经挤干辊挤干后进入电镀槽。电镀锌液中的Zn⁺²浓度为90～120g/L，PH值为1.5～1.9，电镀锌液温度为50～60℃，带钢通过镀锌槽的速度为60～90m/min。在进行电解脱脂前在非镀锌的一面钢板上涂一层耐酸物质，再进行后续的镀锌处理，由于具有耐酸物质的隔绝，使得当进行镀锌处理时，锌液无法附着于涂有耐酸物质的钢板的该面上，因此可形成仅单面镀锌的钢板。单面电镀锌的实现是通过控制阳极开关，使上、下阳极其中一个阳极通电，另一个阳极不通电，阳极通电时，电镀液中的电流线仍有可能流到另一面上去，电镀过程中将电镀液的液面控制在带钢的中心线处，这样电镀电流就不易通过另一面，从而达到单面电镀锌工艺要求。带钢完成单面镀锌后，采用喷淋式方法进行温度为30～60℃磷化处理，磷化膜厚度控制在1～2g/m²，磷化后的带钢经烘干机热风烘干、冷却。通过张力辊装置把带钢送入出口活套，从活套中出来的带钢经过成品测厚仪，进入带钢的立式、卧式检查台，检查带钢表面的质量，检查完后进入静电涂油机进行涂油。镀锌带钢送到卷取机上卷取，当钢卷重量或带钢长度达到所规定值时，由出口飞剪进行分卷，完成电镀锌钢卷的生产。该方法节约能源，镀槽在带钢宽度变化以及单面、双面电镀更换时具有很高的灵活性，锌重控制精度高，不需要临时停机，可以进行单面电镀锌产品生产，钢板的锌层薄而均匀，不但满足耐腐蚀要求，而且在非镀层面可焊接性好，这都是普通连退板、热镀锌板不具有的独特优势，解决了耐蚀性和可焊接性的双重问题。

具体实施时，热轧板坯加热温度为1220～1300℃，开轧温度为1100～1140℃，终轧温度为900～960℃。

具体实施时，轧后采用层流冷却，冷却速率为20～40℃/s，第一次卷取温度为550～610℃。

具体实施时，冷轧的压下率大于或等于50％。

在轧制钢板过程中采用连退工艺和炉内气氛控制，并在热轧板坯加热和连续退火步骤中通过Nb微合金元素的细晶强化作用，保证钢板兼具高强度和高塑性的力学性能，决定最终成品的力学性能，采用单面电镀锌控制产品的表面质量，实现耐腐蚀性能。

单面电镀锌工艺参数如下表1所示：

实施例1

本实施例中800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板，其化学组成及其重量百分比为C：0.20％、Si：1.21％、Mn：1.86％、Nb：0.030％、P≤0.20％、S≤0.03％、Al≤0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。

该方法包括采用如下的工艺流程：铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→热轧板坯加热→热轧→层流冷却→一次卷取→酸洗→冷轧→连续退火→单面电镀锌→机能检验→包装出厂。其中，热轧板坯加热温度为1220℃，开轧温度为1110℃，终轧温度为900℃，轧后采用层流冷却，冷却速率为20℃/s，卷取温度为550℃。冷轧采用52％的压下率。连续退火加热温度800±10℃，快冷温度410±10℃。

实施例1单面电镀锌工艺参数如下表2所示：

实施例1最终产品的力学性能情况如下表所示表3所示：

钢种	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	延伸率A<sub>80</sub>(％)	n值
					TRIP800EZ	479	837	27	0.24

实施例2

本实施例中800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板按重量百分比含量，其化学组成及其重量百分比为C：0.19％、Si：1.25％、Mn：1.82％、Nb：0.026％、P≤0.20％、S≤0.03％、Al≤0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。

该方法包括采用如下的工艺流程：铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→热轧板坯加热→热轧→层流冷却→一次卷取→酸洗→冷轧→连续退火→单面电镀锌→机能检验→包装出厂。其中，热轧板坯加热温度为1250℃，开轧温度为1120℃，终轧温度为930℃，轧后采用层流冷却，冷却速率为30℃/s，卷取温度为570℃。冷轧采用53％的压下率。连续退火加热温度800±10℃，快冷温度410±10℃。

实施例2单面电镀锌工艺参数如下表4所示：

实施例2最终产品的力学性能情况如下表所示表5所示：

钢种	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	延伸率A<sub>80</sub>(％)	n值
					TRIP800EZ	473	814	30	0.24

实施例3

本实施例中800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的化学组成及其重量百分比为C：0.20％、Si：1.27％、Mn：1.82％、Nb：0.024％、P≤0.20％、S≤0.03％、Al≤0.50％，余量为Fe及不可避免的杂质。

该方法包括采用如下的工艺流程：铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→热轧板坯加热→热轧→层流冷却→一次卷取→酸洗→冷轧→连续退火→单面电镀锌→机能检验→包装出厂。其中，热轧板坯加热温度为1300℃，开轧温度为1140℃，终轧温度为960℃，轧后采用层流冷却，冷却速率为40℃/s，卷取温度为610℃。冷轧采用52％的压下率。连续退火加热温度800±10℃，快冷温度410±10℃。

实施例3单面电镀锌工艺参数如下表6所示：

实施例3最终产品的力学性能情况如下表所示表7所示：

钢种	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	延伸率A80(％)	n值
					TRIP800EZ	464	836	27.5	0.24

图1是国外单面电镀锌TRIP800EZ钢的微观组织图，图2本发明单面电镀锌TRIP800EZ钢的微观组织图，从图1和图2对比产品的组织可以看出，国外产品组织粗大，而本发明产品的晶粒组织细小、分布均匀。图3为TRIP800EZ钢的应力应变曲线，虚线为国外产品，实线为本发明产品，可以看出本发明产品因其组织细小均匀，弥散分布，有利于发挥TRIP效应，最终成品的力学性能较好，断后伸长率比国外产品高出5％，塑性更优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板，其特征在于，包括带钢和形成于带钢一个表面的电镀锌层，所述电镀锌层厚度为70～90g/m²；

2.一种800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，包括：

3.如权利要求2所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，单面电镀锌处理具体包括：开卷、焊接、碱喷洗、电解脱脂、刷洗和漂洗、电解酸洗、单面镀锌、冷却以及第二次卷取。

4.如权利要求2所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，热轧板坯加热温度为1220～1300℃，开轧温度为1100～1140℃，终轧温度为900～960℃。

5.如权利要求2所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，层流冷却的冷却速率为20～40℃/s。

6.如权利要求2所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，第一次卷取温度为550～610℃。

7.如权利要求2所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，冷轧的压下率大于或等于50％。

8.如权利要求2所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，在轧制钢板过程中采用连退工艺和炉内气氛控制，并在热轧板坯加热和连续退火步骤中通过Nb微合金元素的细晶强化作用，保证钢板兼具高强度和高塑性的力学性能。

9.如权利要求3所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，在进行电解脱脂前在非镀锌的一面钢板上涂一层耐酸物质。

10.如权利要求3所述的800MPa级单面电镀锌相变诱导塑性钢板的制备方法，其特征在于，在单面电镀锌处理过程中进行碱喷洗时采用浓度为1～3％的NaOH碱液清洗带钢表面的油污和杂质；在60～70℃温度下采用浓度70～110g/L的硫酸中进行电解酸洗；进行单面镀锌时电镀锌液中的Zn⁺²浓度为90～120g/L，PH值为1.5～1.9，电镀锌液温度为50～60℃。