CN110205556B

CN110205556B - 屈服强度≥280MPa电梯彩板及生产方法

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Publication number: CN110205556B
Application number: CN201910610426.1A
Authority: CN
Inventors: 白会平; 谢芬; 周小舟; 杨宏武; 杜蓉; 涂元强
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2039-07-08
Also published as: CN110205556A

Abstract

本发明公开了一种屈服强度≥280MPa电梯彩板，化学成分按重量百分比包括：C：0.03～0.06、Mn：0.05～0.15、Cr：0.15～0.30、Si：≤0.025、P：≤0.020、S：≤0.030、Als：0.010～0.060、N≤0.006，其余为Fe和不可避免的杂质，还公开该电梯彩板的生产方法。本发明屈服强度≥280MPa电梯彩板厚度为1.0～1.2mm，屈服强度控制在280～320MPa，延伸率≥35％；反向冲击功高达10～12J，彩板进行反向冲击后在10倍放大镜下观察表面无裂纹，无亮点(露锌点)；反向冲击试验后试样在盐雾试验箱放置120h后，表面完好，无锈蚀、气泡等缺陷。

Description

屈服强度≥280MPa电梯彩板及生产方法

技术领域

本发明属于金属材料制造技术领域，具体涉及一种屈服强度≥280MPa电梯彩板及生产方法。

背景技术

彩板以建筑板为主，且薄规格、高强度彩板占市场主导地位。随着彩涂板技术的发展，家电彩板应用正在扩大，而电梯成为了彩板的新兴领域。2011年以前，电梯面板大都采用不锈钢板，但因不锈钢成本高居不下，从降低成本考虑，现在用彩涂板替代不锈钢板的现象比较普遍，而且彩涂板性价比要比不锈钢更具有优势。

中国发明专利(专利号：CN200810303258)公开了一种热镀锌钢板的制法，所述钢板重量百分比计C：0.03-0.07％、Si：0.19-0.3％、Mn：0.01-0.03％、P：0.006-0.0019％、S：0.009-0.02％、Al：0.02-0.07％，其余为Fe，钢板经酸洗、退火后进行热镀锌操作，控制镀浴中Fe含量＜0.03％，镀浴中Al含量0.16～0.18％，使钢板与锌镀层之间的Fe-Al中间过渡层中Al和Zn的原子浓度Al/Zn比值大于0.75，镀层中不会形成Γ相，δ相较薄，ξ相很少，镀层大部分由η相组成，使镀层的附着性、抗划性、耐磨性明显提高，但是这种处理的基板耐加工变形能力差，不适合做彩基板，会影响镀锌层与有机涂层的结合力；而且钢板采用的是C、Si强化。

电梯的彩涂板厚度规格一般都≥1mm，属于彩板领域厚规格范畴。电梯彩板不仅要保证电梯钢板所需的强度及加工性能，而且要保证与不锈钢同等的耐腐蚀性能。彩板的耐腐蚀原理来源于镀锌层的电化学保护和有机涂层的机械阻挡作用，所以要求镀锌层和有机涂层在经过电梯行业的严酷加工变形后，镀锌层和有机涂层还能保持完好，不出现裂纹甚至脱落。

电梯门厅用板是电梯的支撑件，需要电梯彩板具备一定的强度，来保证电梯的安全性能。屈服强度≥280MPa的电梯彩板不仅要保证电梯钢板所需的优良的冲压成形性能，而且要保证加工后彩板仍具有良好的耐腐蚀性能。

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种具有高强度且冲压加工性能优异的屈服强度≥280MPa电梯彩板及生产方法，从而具有良好的附着力性能以及冲压变形后也具有良好的耐腐蚀性能。

为实现上述目的，本发明所设计的屈服强度≥280MPa电梯彩板，其特征在于：化学成分按重量百分比包括：C：0.03～0.06、Mn：0.05～0.15、Cr：0.15～0.30、Si：≤0.025、P：≤0.020、S：≤0.030、Als：0.010～0.060、N≤0.006，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明中各元素及主要工序的作用：

本发明的C含量选择在0.03～0.06％，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，在保证高强度彩涂板力学性能的前提下，需对C含量进行严格的控制，碳含量为0.03～0.06％。

本发明的Mn含量选择在0.05～0.15％，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，但随着基板Mn的含量越高，其加工性能将逐渐下降。因此，Mn含量为0.05～0.15％。

本发明的Cr含量选择在0.15～0.30％，Cr加入钢中，能提高强度和硬度，而且断面收缩率和伸长率也略有提升，另一方面，Cr的加入能增加钢的抗腐蚀能力,提高基体的耐腐蚀性能。因此，Cr含量为0.15～0.30％。

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P含量≤0.020％。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≤0.020％。

本发明的S含量≤0.020％。一般来说，在钢中S是有害杂质元素，S的含量是越小耐蚀性越好。因此，S含量≤0.020％。

本发明的Als含量为0.01～0.06％。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，solAl含量选择在0.01～0.06％。

本发明的N含量≤0.006％。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n、r值下降)，同时，固溶N是造成预涂层原板成品时效的主要原因，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。对高强度结构用彩涂板来说，钢中的N含量应≤0.006％。

本发明既要保证基板及彩板良好的腐蚀性能，又要保证涂层具有良好的附着力及柔韧性，冲压加工后仍具有良好的耐腐蚀性能，所以要严格控制C、Mn和Cr的含量，并通过合适的退火温度、电镀锌以及彩涂工序，得到高强度、优良冲压加工性能、高附着力彩板。

进一步地，化学成分按重量百分比包括：C：0.04～0.05、Mn：0.10～0.12、Cr：0.20～0.25、Si：0.015～0.020、P：≤0.020、S：0.015～0.020、Als：0.020～0.040、N≤0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。

还提供一种如上述屈服强度≥280MPa电梯彩板的生产方法，其特征在于：生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→吹氩→连铸→板坯检查及清理→板坯加热→热连轧→层流冷却→酸洗连轧→连续退火→电镀锌→彩涂→卷取→包装；

其中，连续退火工序中，带钢退火温度为770℃～790℃，平整延伸率为0.9～1.1，表面粗糙度控制在0.6～0.9μm，这样就能保证基板与电镀锌有良好的结合力，表面不钝化不涂油供电镀锌用；

电镀锌工序中，入口段按延伸率0.6～0.7％执行拉矫，采用延伸率控制模式，来保证连退基板具有良好的板形，这样就能保证电镀锌层的均匀性及预处理剂的涂敷均匀性；电镀液中Zn²⁺控制在95～105g/l、Ph值保持在1.2～1.3、Fe²⁺≤3000ppm、Fe³⁺≤1000ppm，镀层厚度双面控制在60～100g/m²，电镀后表面无任何后处理(不钝化、不磷化、不涂油、不涂耐指纹)供彩涂用；

彩涂工序中，为了保证涂层与电镀锌基体良好的附着力，铬酸盐预处理剂浓度控制铬点数在25～29点，确保涂覆的预处理层连续、均匀、致密；为了保证涂层良好的柔韧性，涂料烘烤固化温度控制在216～224℃。

本发明屈服强度≥280MPa电梯彩板厚度为1.0～1.2mm，屈服强度控制在280～320MPa，延伸率≥35％；反向冲击功高达10～12J，彩板进行反向冲击后在10倍放大镜下观察表面无裂纹，无亮点(露锌点)；反向冲击试验后试样在盐雾试验箱放置120h后，表面完好，无锈蚀、气泡等缺陷。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)本发明电梯彩板，冲压加工后仍具有优良的腐蚀性能，能够替代不锈钢，应用在电梯门厅；

2)本发明生产的电梯钢的屈服强度控制在280～320MPa，拉伸强度在370～420MPa之间，延伸率≥35％；

3)本发明电梯彩板厚度规格为1.0～1.2mm，反向冲击功高达10～12J，反向冲击后在10倍放大镜下观察，彩板表面无裂纹，无亮点(露锌点)；反向冲击试验后试样在盐雾试验箱放置120h后，表面完好，无锈蚀、气泡等缺陷。

具体实施方式

下面结合具体实施例和对比例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

表1为本发明各实施例和对比例中按重量百分比化学成分

表2为本发明中各实施例和对比例生产工艺参数

表3为本发明中各实施例和对比例性能评价结果

表1实施例和对比例化学成分(wt％)

	C	Mn	Cr	Si	P	S	Als	N
									实施例1	0.03	0.10	0.28	0.018	0.015	0.015	0.030	0.004
实施例2	0.03	0.10	0.25	0.02	0.013	0.017	0.030	0.004
									实施例3	0.06	0.11	0.16	0.015	0.012	0.017	0.040	0.003
实施例4	0.05	0.14	0.17	0.012	0.010	0.016	0.030	0.005
									实施例5	0.04	0.12	0.22	0.013	0.013	0.015	0.035	0.004
实施例6	0.04	0.12	0.21	0.010	0.012	0.015	0.030	0.004
									对比例1	0.04	0.14	0.25	0.015	0.012	0.017	0.040	0.003
对比例2	0.04	0.33	0.003	0.012	0.020	0.013	0.035	0.004
									对比例3	0.08	0.45	0.008	0.01	0.015	0.008	0.02	0.0023

表2各实施例和对比例生产工艺参数

表3各实施例和对比例性能评价结果

Claims

1.一种屈服强度≥280MPa电梯彩板的生产方法，其特征在于：屈服强度≥280MPa电梯彩板化学成分按重量百分比包括：C：0.04～0.05、Mn：0.10～0.12、Cr：0.20～0.25、Si：0.015～0.020、P：≤0.020、S：0.015～0.020、Als：0.020～0.040、N≤0.004，其余为Fe和不可避免的杂质；

生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→吹氩→连铸→板坯检查及清理→板坯加热→热连轧→层流冷却→酸洗连轧→连续退火→电镀锌→彩涂→卷取→包装；

其中，连续退火工序中，带钢退火温度为770℃～790℃；

电镀锌工序中，入口段按延伸率0.6～0.7％执行拉矫；所述电镀锌工序中，电镀液中Zn² ⁺控制在95～105g/l、pH 值保持在1.2～1.3、Fe²⁺≤3000ppm、Fe³⁺≤1000ppm，镀层厚度双面控制在60～100g/m²。

彩涂工序中，铬酸盐预处理剂浓度控制铬点数在25～29点，涂料烘烤固化温度控制在216～224℃。

2.根据权利要求1所述屈服强度≥280MPa电梯彩板的生产方法，其特征在于：所述连续退火工序中，平整延伸率为0.9～1.1，表面粗糙度控制在0.6～0.9μm。