CN114250408A

CN114250408A - 屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN114250408A
Application number: CN202010992194.3A
Authority: CN
Inventors: 黄海; 穆海玲; 尤佳; 邵远飞
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2040-09-21
Also published as: CN114250408B

Abstract

本发明公开了屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板及其制造方法，主要解决现有冰箱背板用屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板冲压发黑的技术问题。技术方案为，一种屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板，其基板的化学成分重量百分比为：C：0.06～0.08％，Si≤0.06％，Mn：0.20～0.50％，P≤0.050％，S≤0.025％，Alt：0.010～0.080％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。0.25～0.40mm厚热镀铝锌压花钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，热镀铝锌压花钢板的花纹高度为0.02～0.03mm。本发明热镀铝锌压花钢板主要用于冰箱背板。

Description

屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种冷轧热镀铝锌压花钢板，特别涉及一种屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板及其制造方法，具体而言，涉及厚度为0.25～0.40mm屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板及其制造方法，本发明热镀铝锌压花钢板主要用于冰箱背板，属于铁基合金、冷轧连续热浸镀铝锌钢板技术领域。

背景技术

热镀铝锌镀层钢板因其优良的耐腐蚀性、涂装性、加工性和经济性，广泛的应用在建筑业、家用电器业、工业仪表业、电气柜、包装行业等领域。相比纯锌钢板，其耐蚀性更好，特别是应用在家电行业时，可采用比纯锌更薄的镀层但获得更好的耐蚀性，从而降低家电制造成本。

厚度为0.25～0.40mm冷轧热镀铝锌压花钢板近年来开始普遍用于压花冰箱后背板，其使用特点为：将宽度800～1200mm涂有耐指纹膜的镀铝锌带钢经过压花机进行双面压花，压花板剪切成合适的尺寸后，上冲压机组进行冲压，最终形成冰箱后背板，与其他部件进行组装，注入发泡剂，最终生产出冰箱成品。为了满足冰箱外观，压花板在冲压后，表面不允许有目视可见的冲压发黑。

申请公布号为CN110438428A的中国专利申请文件公开了一种连续热镀锌压花板的生产方法，是一种连续热镀锌在线压花板的生产方法，未明确钢板的化学成分和屈服、抗拉、延伸率等的范围。

申请公布号为CN104368660A的中国专利申请文件公开了一种连续镀锌平整压花工艺，主要包括连续镀锌平整压花工艺，未明确钢板的化学成分、热轧工艺和屈服、抗拉、延伸率等的范围，其规定的花纹高度为0.01～0.03mm，不能满足压花板冲压不发黑的要求。

申请公布号为CN102997583A的中国专利申请文件公开了一种用于冰箱的背板和具有该背板的冰箱，主要包括一种设有花纹的冰箱背板以及使用该背板的冰箱，未明确钢板的化学成分、热轧工艺和屈服、抗拉、延伸率等的范围；同时，其采取的是压花后再通过喷涂、喷漆或电镀喷涂保护层，与本发明专利实现路径有本质区别。

申请公布号为CN102814374A的中国专利申请文件公开了一种冰箱、用于冰箱的板材及其加工方法，主要包括对钢板压花后进行静电粉末涂装，是对压花后的板材进行静电粉末涂装以使板材形成涂层，所述板材为冷轧钢板、镀锌钢板、铝板或铝合金板；未明确钢板的化学成分、热轧工艺和屈服、抗拉、延伸率等的范围。

公开号为CN1500576A的中国专利申请文件公开了一种单面金属压花及烤漆钢板及其制造方法，主要包括对热镀铝锌板压花后进行辊涂涂漆，其为单面压花，且压花后进行烤漆，与本发明专利实现路径有本质区别；未明确钢板的化学成分、热轧工艺和屈服、抗拉、延伸率等的范围。

按照现有技术，在冲压过程中，压花板上的耐指纹膜因为要满足发泡粘结性能，抗摩擦能力不足，冲压过程中容易被破坏，基板屈服强度过高，因为热镀铝锌板相比热镀纯锌板镀层中增加了铝，镀层中铝与冲压模具发生剧烈摩擦，冰箱背板上就会出现发黑，不能满足冰箱外观的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板及其制造方法，主要解决现有冰箱背板用屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板冲压发黑的技术问题。

申请人发现冰箱用热镀铝锌压花背板因为花纹突出和镀层中含铝的特点，导致冲压背板时，耐指纹膜摩擦性能不足，镀层与模具容易发生摩擦，造成背板发黑；本发明针对铝锌压花背板的特点，通过对特定的基板强度范围、特定的耐指纹膜摩擦系数(动摩擦系数是彼此接触的物体做相对运动时摩擦力和正压力之间的比值)、特定的花纹高度的控制，保证了压花背板冲压不会发黑。

本发明采用的技术方案是，一种屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板，其基板的化学成分重量百分比为：C：0.06～0.08％，Si≤0.06％，Mn：0.20～0.50％，P≤0.050％，S≤0.025％，Alt：0.010～0.080％，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明热镀铝锌压花钢板的金相组织为铁素体+珠光体，铁素体组织的晶粒度级别为I8～10级，0.25～0.40mm厚热镀铝锌压花钢板的屈服强度R_P0.2为280～380MPa，抗拉强度R_m为360～500MPa，断后伸长率A_80mm为18～38％，180°弯曲试验，d＝0a合格；热镀铝锌压花钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，动摩擦系数为0.1～0.2，热镀铝锌压花钢板的花纹高度为0.02～0.03mm。

本发明所述的屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板的基板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：

碳：0.09～0.12％的亚包晶区和0.17～0.23％的包晶区，需要避开这一区域、避免连铸生产难度大幅增大；碳含量太低炼钢的生产成本会大幅上升；综合上述两方面因素，设定C含量范围设定为0.06～0.08％。

硅：硅对强度贡献度较大，但对于卧式退火炉直燃段加热过程为氧化性气氛，钢板中的硅元素容易被氧化，对镀铝锌镀层结合力不利，根据试验结果，生产制造过程中不添加硅合金，Si含量设计为0～0.06％。

锰：重要的固溶强化元素，为了保证钢的综合机械强度，添加适当Mn提高钢板强度，考虑到钢板的力学性能，同时兼顾低成本要求，本发明Mn含量控制范围为Mn：0.20～0.50％。

磷：本发明中的P为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求P含量控制为P≤0.050％。

硫：本发明中的S为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求S控制范围为S≤0.025％。

铝：铝元素主要作用是脱除钢中的氧，避免在凝固过程中形成非金属夹杂物，同时以氮化铝的形式固定钢中的氮，但过高的铝将影响钢的镀层附着力。因此，铝含量优选为0.010～0.080％。

上述屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板的制造方法，该方法包括：

钢水经过连铸得到连铸板坯，其中所述钢水化学成分的重量百分比为：C：0.06～0.08％，Si≤0.06％，Mn：0.20～0.50％，P≤0.050％，S≤0.025％，Alt：0.010～0.080％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；

连铸板坯经加热炉加热至1180～1250℃后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，粗轧为5道次连轧，粗轧结束温度为1040～1100℃；精轧为7道次连轧，精轧结束温度为850～890℃，精轧压下率为94～95％；精轧后，钢板厚度为1.8～2.0mm，层流冷却采用前段冷却，卷取温度为600～640℃卷取得到热轧钢卷；

热轧钢卷重新开卷后经酸洗、冷轧、卧式连续退火炉退火、热浸镀铝锌、平整、涂耐指纹膜，卷取得到厚度为0.25～0.40mm热镀铝锌钢板；所述冷轧压下率为60～88％；经过冷轧后的轧硬状态带钢在卧式连续退火炉进行退火，带钢在卧式连续退火炉直燃段的温度为610～650℃，带钢在直燃段的时间为44～54s，带钢在卧式连续退火炉均热段的退火温度为760～800℃，带钢在均热段的退火时间为44～54s；平整延伸率为0.5～0.9％；经辊涂烘烤固化后，热镀铝锌钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，动摩擦系数为0.1～0.2。

对热镀铝锌钢板进行压花，用压花机组对热镀铝锌钢板进行压花，得到成品热镀铝锌压花钢板，控制热镀铝锌压花钢板的花纹高度为0.02～0.03mm。

本发明采取的生产工艺的理由如下：

1、连铸板坯加热温度的设定

为保证完全奥氏体化和后续热加工的要求，同时考虑到经济性要求，因此，加热温度优选设定在1180～1250℃。

2、粗轧结束温度的设定

为便于后续精轧机组的继续加工和氧化铁皮的控制，粗轧结束温度优选为1040～1100℃。

3、精轧结束温度的设定

为了获得一定强度的且较高成形性能和平整的钢板，精轧结束温度太高热卷表面氧化铁皮难以控制，太低容易两相区轧制、容易形成边浪；综合考虑，控制精轧结束温度为850～890℃。

4、层流冷却方式和热轧卷取温度的设定

为了获得细小的晶粒，需在在相变过程进行快速冷却，同时卷取温度的下降，可控制铁素体晶粒长大，减少脆性相珠光体的量，有利于提高材料伸长率，综合考虑，层流冷却采用前段冷却，卷取温度为600～640℃卷取获得热轧钢卷。

5、冷轧压下率的设定

热轧钢卷重新开卷经过酸洗掉表面氧化铁皮后，在冷连轧机上或往复式单机架轧机上经过多次冷轧后，受到轧制能力的限制，冷轧的压下率为60～88％，性价比佳。

6、退火温度和退火时间的设定

为使钢板充分回复再结晶，采用卧式连续退火炉对钢板加热，综合考虑钢板强度，优选范围为：带钢在卧式连续退火炉直燃段的温度为610～650℃，带钢在直燃段的时间为44～54s；带钢在卧式连续退火炉均热段的退火温度为760～800℃，带钢在均热段的退火时间为44～54s。

7、平整延伸率的设定

平整主要的目的主要是调整表面粗糙度；过小的平整率会造成表面质量不好，因材料较硬，过高的平整率会超出平整机的能力，优选情况下，平整延伸率为0.5～0.9％。

8、耐指纹膜厚度和动摩擦系数的设定

因热镀铝锌钢板既要满足压花背板发泡的要求(钢板与泡沫的粘结力≥150kpa)，又要满足冲压不发黑；对热镀铝锌钢板进行涂耐指纹膜，如动摩擦系数过低，会影响发泡性能，如果过高，会导致冲压发黑；对于膜厚，如果过低，冲压过程容易被破坏，如果过高，成本会明显上升，优选情况下，热镀铝锌钢板经辊涂烘烤固化后，热镀铝锌钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，动摩擦系数为0.1～0.2。

9、热镀铝锌压花钢板花纹高度的设定

压花的目的一方面是为了美观，另一方面是为了增加钢板强度，如果花纹高度过低，美观性和钢板强度会受到影响，如果花纹高度过高，冲压过程中容易发黑，优选情况下，热镀铝锌压花钢板的花纹高度为0.02～0.03mm。

本发明方法生产的热镀铝锌压花钢板的金相组织为铁素体+珠光体，铁素体组织的晶粒度级别为I8～10级，热镀铝锌压花钢板的屈服强度R_P0.2为280～380MPa，抗拉强度R_m为360～500MPa，断后伸长率A_80mm为18～38％，180°弯曲试验，d＝0a合格；热镀铝锌压花钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，动摩擦系数为0.1～0.2，热镀铝锌压花钢板的花纹高度为0.02～0.03mm。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明的热镀铝锌压花背板，通过合理的成分、热轧工艺、冷轧工艺、退火工艺控制得到最优的力学性能，通过最优的力学性能、最优的耐指纹膜动摩擦系数、最优的压花板花纹高度三项技术指标的最佳搭配，在满足了压花背板刚度要求和发泡要求的同时，解决了压花背板冲压发黑的技术问题。2、本发明提供了特殊的退火工艺、耐指纹膜动摩擦系数控制、压花板花纹高度控制，利用产线现有炼钢机组、热轧机组、酸轧机组、热镀铝锌机组、压花机组，无须额外改造设备，制造工艺简单。

附图说明

图1为本发明实施例1热镀铝锌压花钢板的金相组织照片。

具体实施方式

下面结合实施例1～5对本发明做进一步说明，如表1～5所示。

表1为本发明实施例热镀铝锌压花钢板的基板的化学成分(按重量百分比计)，余量为Fe及不可避免杂质。

表1本发明实施例热镀铝锌压花钢板的基板的化学成分，单位：重量百分比

通过转炉熔炼得到符合要求化学成分的钢水，通过吹氩、添加合金元素得到符合要求化学成分的钢水，将钢水进行连铸得到连铸板坯，连铸板坯的厚度为210～230mm，宽度为800～1250mm，长度为5000～10000mm。

炼钢生产的定尺板坯送至加热炉再加热，出炉除磷后送至连续热连轧轧机上轧制；通过粗轧轧机和精轧连轧机组控制轧制，层流冷却采用前段冷却，然后进行卷取，产出热轧钢卷，热轧钢板的厚度为1.8～2.0mm；热轧工艺控制见表2。

表2本发明实施例热轧工艺控制参数

将上述热轧钢卷重新开卷经过酸洗切边后，在5机架冷连轧机上或往复式单机架轧机上进行冷轧，冷轧的压下率为60～88％，经过冷轧后轧硬状态的带钢经过卧式连续退火炉退火、热镀铝锌、平整，涂耐指纹膜，卷取得到厚度0.25～0.40mm的成品冷轧热镀铝锌钢卷。退火工艺为：冷轧后的轧硬状态带钢在卧式连续退火炉直燃段的温度为610～650℃，带钢在直燃段的时间为44～54s；带钢在卧式连续退火炉均热段的退火温度为760～800℃,带钢在均热段的退火时间为44～54s；平整延伸率为0.5～0.9％；耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²、动摩擦系数为0.1～0.2。冷轧、退火、平整、辊涂涂耐指纹膜工艺控制参数见表3。

表3本发明实施例冷轧、退火、平整工艺控制参数

利用上述方法得到的热镀铝锌钢板，参见图1，热镀铝锌钢板的金相组织为铁素体+珠光体，铁素体组织的晶粒度级别为I8～10级，热镀铝锌钢板的屈服强度R_P0.2为280～380MPa，抗拉强度R_m为360～500MPa，断后伸长率A_80mm为18～38％，180°弯曲试验，d＝0a合格；热镀铝锌钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，动摩擦系数为0.1～0.2。

利用上述方法得到的热镀铝锌钢板按照《GB/T228.1～2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行拉伸试验，按照《GB/T 232-2010《金属材料弯曲试验方法》规定的180°弯曲试验方法，弯心直径d＝0a，来测试镀层附着力，弯曲试验后试样外表面不出现镀层剥落即为合格，否则视为不合格，钢板的力学性能见表4。

表4本发明实施例热镀铝锌钢板的力学性能

利用上述方法得到的热镀铝锌钢板，经过压花机组进行压花，控制花纹高度为0.02～0.03mm，得到热镀铝锌压花钢板，热镀铝锌钢板压花控制参数见表5。

表5本发明实施例热镀铝锌钢板压花控制参数

性能指标	冷轧钢板厚度/mm	花纹高度/mm
			本发明	0.25～0.4	0.02～0.03
实施例1	0.30	0.025
			实施例2	0.28	0.021
实施例3	0.30	0.024
			实施例4	0.37	0.026
实施例5	0.37	0.023

本发明热镀铝锌压花钢板，用于冰箱背板，强度满足要求，冲压不发黑，满足使用要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板，其基板的化学成分重量百分比为：C：0.06～0.08％，Si≤0.06％，Mn：0.20～0.50％，P≤0.050％，S≤0.025％，Alt：0.010～0.080％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；热镀铝锌压花钢板的金相组织为铁素体+珠光体，铁素体组织的晶粒度级别为I8～10级。

2.如权利要求1所述的屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板，其特征是，0.25～0.40mm厚热镀铝锌压花钢板的屈服强度R_P0.2为280～380MPa，抗拉强度R_m为360～500MPa，断后伸长率A_80mm为18～38％，180°弯曲试验，d＝0a合格；热镀铝锌压花钢板的耐指纹膜厚度为1.2～1.8g/m²，动摩擦系数为0.1～0.2。

3.如权利要求1所述的屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板，其特征是，0.25～0.40mm厚热镀铝锌压花钢板的花纹高度为0.02～0.03mm。

4.一种屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板的制造方法，其特征是，所述的方法包括：

连铸板坯经加热炉加热至1180～1250℃后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，粗轧为5道次连轧，粗轧结束温度为1040～1100℃；精轧为7道次连轧，精轧结束温度为850～890℃，精轧压下率为94～95％；精轧后，层流冷却采用前段冷却，卷取温度为600～640℃卷取得到热轧钢卷；

5.如权利要求4所述的屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板的制造方法，其特征是，精轧后，控制热轧钢板厚度为1.8～2.0mm。

6.如权利要求4所述的屈服强度280MPa级热镀铝锌压花钢板的制造方法，其特征是，热镀铝锌压花钢板的金相组织为铁素体+珠光体，铁素体组织的晶粒度级别为I8～10级，热镀铝锌压花钢板的屈服强度R_P0.2为280～380MPa，抗拉强度R_m为360～500MPa，断后伸长率A_80mm为18～38％，180°弯曲试验，d＝0a合格。