CN114875224A - 一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，涉及轧钢及涂镀技术领域。该高表面质量高成型性的汽车外板制造方法包括：对冷轧钢板进行预处理，以将冷轧钢板处理成粗糙度在0.8μm‑1.7μm之间的冷硬板；对冷硬板进行浸锌处理，以在冷硬板的板表面形成镀液层；控制镀液层的厚度在设定范围内；之后，对冷硬板及镀液层进行镀后冷却处理。本发明通过粗原料表面形貌控制，及合适的涂镀工艺包括锌锅成分和温度的设定，镀后冷却的控制，最终实现镀层优良的结合力和表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢及涂镀技术领域，具体而言，涉及一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法。
背景技术
随着汽车市场的竞争愈发激烈，汽车厂商的质量要求也越来越高。汽车自身的安全性、动力性、美观耐蚀性等外观商品特性对汽车销量起到越来越大的影响。车身外表面具有镀层产品，该镀层产品直接作为车身外观，尤其是锌铝镁镀层具有优异耐蚀性能和耐磨特性，早已应用于制造车身外覆盖件。
目前影响汽车外板的缺陷主要镀层缺陷有镀层不均、锌渣和黑点缺陷，冲压锌层脱落、起皱缺陷等性，改善此类缺陷是各大钢企和车企长期推进改善的课题。中国专利CN201811541872.3提到想过工艺流程：(1)选择表面洁净无油污原料卷； (2)带钢清洗,清洗预脱脂段残铁浓度为0.1mg/L—1.0mg/L；(3)带钢退火；(4)炉鼻子控制；(5)锌锅条件控制。但是在该专利中，并没有区分产品薄厚规格的控制差异，且其应用并不能有效应用在锌铝镁产品上。另外，在中国专利CN201610965727.2 中公开了铝镁产品镀层的化学成分质量百分配比为：Al：0.15％—6.5％,Mg：0.2％—7％,RE≤0.2％,Sr：0.002％—0.2％,余量为Zn和其他不可避免的杂质,并且所述镀层的化学成分还满足Mg/Al＞1.0，仅聚焦调整Al和Mg成分来控制耐蚀性，但没有讲到元素配比对生产中缺陷控制的影响，对生产过程的参数控制对表面质量影响也未做深入研究。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其通过粗原料表面形貌控制，及合适的涂镀工艺包括锌锅成分和温度的设定，镀后冷却的控制，最终实现镀层优良的结合力和表面质量。
本发明的实施例可以这样实现：
本发明实施例提供一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，包括：
对冷轧钢板进行预处理，以将所述冷轧钢板处理成粗糙度在0.8μm-1.7μm之间的冷硬板；
对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层；
控制所述镀液层的厚度在设定范围内；
之后，对所述冷硬板及所述镀液层进行镀后冷却处理。
进一步地，在可选的实施例中，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，锌锅温度起车按400℃-450℃控制。
进一步地，在可选的实施例中，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，控制所述锌锅温度稳定在430℃-470℃之间。
进一步地，在可选的实施例中，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，根据带钢的厚度，控制入锅温度，其中，所述带钢由所述冷硬板形成。
进一步地，在可选的实施例中，所述根据带钢的厚度，控制入锅温度的步骤包括：
若所述带钢的厚度小于或等于预设厚度，则控制所述入锅温度高于所述锌锅温度第一设定温度范围；
若所述带钢的厚度大于所述预设厚度，则控制所述入锅温度高于所述锌锅温度第二设定温度范围。
进一步地，在可选的实施例中，所述第一设定温度范围设置为10℃-20℃；所述第二设定温度范围设置为0℃-10℃。
进一步地，在可选的实施例中，所述带钢的预设厚度设置为1.0mm。
进一步地，在可选的实施例中，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，对锌锅内的成分进行控制，其中，Al和Mg 共同的质量百分比在0.9％-3.0％之间，余量为Zn和其他不可避免的杂质。
进一步地，在可选的实施例中，Mg的质量百分比不高于2.0％。
进一步地，在可选的实施例中，在所述对所述冷硬板及所述镀液层进行镀后冷却处理的步骤中，对于厚度小于或等于1.0mm的带钢，塔顶温度小于160℃；对于厚度大于1.0mm的带钢，塔顶温度设置为220℃-230℃。
本实施例提供的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法：在冷轧及镀锌过程中通过镀层成分及工艺的调整基础上，提供一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法。该方法基于产线现有条件，只需通过锌锅中合金铸坯的添加及产线关键过程参数，方法简单，效果显著。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明具体实施例所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法的各步骤流程示意框图；
图2(a)为本发明实施一中Ra＝0.6μm的镀层截面形貌；
图2(b)为本发明实施一中和Ra＝1.7μm的镀层截面形貌；
图3(a)为本发明实施二中Mg＝0.8％的镀层截面形貌；
图3(b)为本发明实施二中Mg＝2.1％的镀层截面形貌；
图4(a)为本发明实施三中塔顶温度为158℃的镀层截面形貌；
图4(b)为本发明实施三中塔顶温度为200℃的镀层截面形貌；
图5(a)为本发明实施四中塔顶温度为190℃的镀层截面形貌；
图5(b)为本发明实施四中塔顶温度为228℃的镀层截面形貌。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明的目的是在冷轧及镀锌过程中通过镀层成分及工艺的调整基础上，提供一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法。该方法基于产线现有条件，只需通过锌锅中合金铸坯的添加及产线关键过程参数，方法简单，效果显著。
所述高表面质量高成型性的汽车外板制造方法包括以下步骤：首先，对冷轧钢板预处理：钢板经过冷轧得到一定表面粗糙度的冷硬板。接着进行浸镀处理：冷硬板经过清洗、退火、入锌锅；控制锌锅成分、温度和带钢温度以使镀液良好的在钢板表面形成镀液层，同时没有带钢表面没有锌渣等缺陷。然后利用气刀来控制钢板表面上的镀液层的厚度；镀后冷却处理。本发明可以通过控制不同规格带钢的冷速，避免发生冷速不均造成的点状缺陷。
请参阅图1，本实施例提供了一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其包括以下步骤。。
步骤S100：对冷轧钢板进行预处理，以将冷轧钢板处理成粗糙度在 0.8μm-1.7μm之间的冷硬板。
需要指出的是，表面粗糙度的影响：冷硬板表面粗糙度直接影响着镀层的浸润性，过小的粗糙度(Ra＜1.0μm，其中Ra表示粗糙度)造成带钢镀层时界面合金层结合不良，镀层表面，过大的粗糙度Ra＞1.5μm会造成镀层均匀性不佳，且镀层表面粗糙度过大，容易在凹坑中残留油脂，镀前清洗不尽，会导致锌层后续冲压易脱落。在本发明中，通过对冷轧钢板进行预处理，将原料冷硬板粗糙度控制在0.8μm-1.7μm，有利于镀层均匀性和良好镀层结合力。
步骤S200：对冷硬板进行浸锌处理，以在冷硬板的板表面形成镀液层。
需要指出的是，在步骤S200中，可以对锌锅内的成分、温度等参数进行控制。发明人在长期的研究中，发现镁和铝的作用都可以提高耐腐蚀性能，同时少量的镁，形成不致密镁的氧化物，可以提高带钢在镀液中的浸润性，降低镀浴表面的张力，减少漏镀缺陷的产生，铝可以抑制镁氧化的局限性，，可以减轻镁疏松氧化物带来的影响，因此两者合适的含量很重要。在本发明实施例中，可以将锌锅内Al与Mg的成分控制在0.9％-3.0％。发明人研究发现，Mg含量过低，小于1.0％，镀层硬度降低，容易造成冲压后脱落，Mg含量过高，锌锅锌渣急剧增加， Mg含量不能高于2.0％。
同时，在步骤S200中，锌锅温度起车按400℃-450℃控制，一般都要生产一定数量的过渡料后，稳定后才能正式正产。锌锅添加了镁和铝更活泼，因此锌锅正式温度不能过高，降低锌渣发生。锌锅温度＞470℃锌渣会明显多。一般将锌锅温度稳定在430℃-470℃；特别的，带钢的厚度和入锅温度也影响着镀层的质量，根据带钢厚度控制入锅温度，厚度≤1.0mm高于锌锅温度10℃-20℃，厚度＞1.0mm 入锅温度控制0℃-10℃。
在可选的实施例中，在对冷硬板进行浸锌处理，以在冷硬板的板表面形成镀液层的步骤S200中，锌锅温度起车按400℃-450℃控制。在后续过程中，步骤S200 还控制锌锅温度稳定在430℃-470℃之间。
在可选的实施例中，在对冷硬板进行浸锌处理，以在冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，根据带钢的厚度，控制入锅温度，其中，带钢由冷硬板形成。
进一步地，根据带钢的厚度，控制入锅温度的步骤包括：若带钢的厚度小于或等于预设厚度，则控制入锅温度高于锌锅温度第一设定温度范围；若带钢的厚度大于预设厚度，则控制入锅温度高于锌锅温度第二设定温度范围。
可选地，第一设定温度范围设置为10℃-20℃；第二设定温度范围设置为 0℃-10℃。带钢的预设厚度设置为1.0mm。
在可选的实施例中，在对冷硬板进行浸锌处理，以在冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，对锌锅内的成分进行控制，其中，Al和Mg共同的质量百分比在 0.9％-3.0％之间，余量为Zn和其他不可避免的杂质。
可选地，Mg的质量百分比不高于2.0％。
步骤S300：控制镀液层的厚度在设定范围内。可以通过气刀控制镀液层的厚度。
步骤S400：对冷硬板及镀液层进行镀后冷却处理。
在可选的实施例中，在对冷硬板及镀液层进行镀后冷却处理的步骤中，对于厚度小于或等于1.0mm的带钢，塔顶温度小于160℃；对于厚度大于1.0mm的带钢，塔顶温度设置为220℃-230℃。
需要指出的是，冷却策略影响带钢的表面点状缺陷发生，薄规格在出锌锅后上行段立即冷却可以获得较好的表面质量，厚规格在第二冷却段下行段加强冷却表面质量更好。在步骤S400中，若带钢厚度≤1.0mm，则控制塔顶温度≤180℃；若带钢厚度≥1.0mm，则控制塔顶温度＞220℃，保证上行段冷却风机功率不大于 40％，预防点状缺陷。
本发明通过粗原料表面形貌控制，及合适的涂镀工艺包括锌锅成分和温度的设定，镀后冷却的控制，最终实现镀层优良的结合力和表面质量。
应用上述的方法，以下提供四个具体实施例，以说明本发明提供的方法可以实现镀层优良的结合力和表面质量。
实施例1
带钢厚度0.8mm，锌锅温度440℃；带钢入锅温度，460℃，锌锅内成分控制 Al+Mg(表示Al与Mg的质量之和)：2.4％，，Mg含量不高于1.4％，带钢出锌锅后镀后冷却塔顶温度158℃，只有原料粗糙度不同，Ra＝0.6μm和Ra＝1.7μm 的两种工艺，见图2(a)和图2(b)所示，分别为Ra＝0.6μm和Ra＝1.7μm的镀层截面形貌，Ra＝0.6μm镀层直接不容易粘附，Ra＝1.7μm的镀层界面油脂等异物，镀层不良。
实施例2
带钢厚度1.2mm，锌锅温度450℃；带钢入锅温度，456℃，锌锅内成分控制 Al+Mg(表示Al与Mg的质量之和)：2.9％，带钢出锌锅后镀后冷却塔顶温度 228℃；只有Mg含量不同，Mg＝0.8％和Mg＝2.1％的两种工艺，分别为Mg＝0.8％和Mg＝2.1％的镀层表面形貌，见图3(a)和图3(b)所示，图3(b)表面存在更多的锌渣。
实施例3
带钢厚度0.8mm，锌锅温度450℃；带钢入锅温度，465℃，锌锅内成分控制 Al+Mg(表示Al与Mg的质量之和)：2.8％，Mg含量不高于1.6％，带钢出锌锅后镀后冷却塔顶温度分别为158℃和200℃，见图4(a)和图4(b)所示，分别为塔顶温度分别为158℃和200℃的镀层表面形貌，薄规格塔顶温度高于160℃，会更容易的存在黑点缺陷，见图4(b)。
实施例4
带钢厚度1.2mm，锌锅温度455℃；带钢入锅温度，463℃，锌锅内成分控制 Al+Mg(表示Al与Mg的质量之和)：2.4％，Mg含量不高于1.6％，带钢出锌锅后镀后冷却塔顶温度分别为190℃和228℃的两种工艺，图5(a)和5(b)为带钢厚度1.2mm，塔顶温度190℃和228℃的镀层表面形貌，图5(a)明显点状缺陷多；厚规格上行段冷却过快，塔顶辊温度过低，会更容易的存在黑点缺陷。
本实施例提供的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法：在冷轧及镀锌过程中通过镀层成分及工艺的调整基础上，提供一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法。该方法基于产线现有条件，只需通过锌锅中合金铸坯的添加及产线关键过程参数，方法简单，效果显著。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，包括
对冷轧钢板进行预处理，以将所述冷轧钢板处理成粗糙度在0.8μm-1.7μm之间的冷硬板；
对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层；
控制所述镀液层的厚度在设定范围内；
之后，对所述冷硬板及所述镀液层进行镀后冷却处理。
2.根据权利要求1所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，锌锅温度起车按400℃-450℃控制。
3.根据权利要求2所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，控制所述锌锅温度稳定在430℃-470℃之间。
4.根据权利要求2或3所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，根据带钢的厚度，控制入锅温度，其中，所述带钢由所述冷硬板形成。
5.根据权利要求4所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，所述根据带钢的厚度，控制入锅温度的步骤包括：
若所述带钢的厚度小于或等于预设厚度，则控制所述入锅温度高于所述锌锅温度第一设定温度范围；
若所述带钢的厚度大于所述预设厚度，则控制所述入锅温度高于所述锌锅温度第二设定温度范围。
6.根据权利要求5所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，所述第一设定温度范围设置为10℃-20℃；所述第二设定温度范围设置为0℃-10℃。
7.根据权利要求5所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，所述带钢的预设厚度设置为1.0mm。
8.根据权利要求1所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，在对所述冷硬板进行浸锌处理，以在所述冷硬板的板表面形成镀液层的步骤中，对锌锅内的成分进行控制，其中，A1和Mg共同的质量百分比在0.9％-3.0％之间，余量为Zn和其他不可避免的杂质。
9.根据权利要求8所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，Mg的质量百分比不高于2.0％。
10.根据权利要求1所述的高表面质量高成型性的汽车外板制造方法，其特征在于，在所述对所述冷硬板及所述镀液层进行镀后冷却处理的步骤中，对于厚度小于或等于1.0mm的带钢，塔顶温度小于160℃；对于厚度大于1.0mm的带钢，塔顶温度设置为220℃-230℃。
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