CN116219323A - 孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化h220bd钢板及其制备方法 - Google Patents

孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化h220bd钢板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板及其制备方法。所述钢板的化学成分重量百分比为：0＜C≤0.003％、0.04％≤Si≤0.08％、0.25％≤Mn≤0.65％、0.03％≤P≤0.07％、0＜S≤0.012％、0＜N≤0.005％、0.02％≤Al≤0.08％、0＜Cr≤0.06％、0.001％≤Nb≤0.006％、0＜Ti≤0.01％、0＜Ni≤0.06％、0＜B≤0.0005％，其中N×48/14/2<Ti<N×48/14，Al>(N‑Ti×14/48)×27/14，10ppm≤C‑Nb×12/93≤18ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过有效调配关键合金元素，精准设计热轧、镀锌的退火温度、炉内露点、镀后冷却和合金化温度以及光整辊表面粗糙度等工艺，得到孔隙结构均匀，冲压5％变形后表面波纹度Wsa≤0.35μm，屈服强度为220Mpa级别的热镀锌合金化烘烤硬化钢板。

Description

孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板及其制备 方法
技术领域
本发明涉及水性环保型涂料汽车外板制备技术，尤其涉及一种均匀孔隙结构特征满足表面纹理Wsa≤0.35μm，屈服强度为220Mpa级别的热镀锌合金化烘烤硬化钢板及其制造方法。
背景技术
新涂漆工艺是近年来汽车厂采用的一种新型涂装工艺，在传统涂漆工艺上，取消中涂和中涂后烘干过程，并由溶剂型向水性环保型涂料发展。传统中涂层对底层镀锌板材表面具有很强的遮盖能力，并且传统的中涂工艺在烘干后可以对表面进行打磨处理，比如表面纹理等缺陷可以在此过程消除，达到面漆后的外观目视效果。但是如果取消中涂和中涂烘干过程，这就意味着镀锌钢板的表面纹理无法通过中涂层遮盖，也无法在中涂烘干后对表面纹理缺陷进行打磨处理，因此镀锌钢板表面纹理缺陷在面漆后会暴露出来，无法满足客户对汽车外板的高表面质量要求。特别是对于烘烤硬化钢板，由于在汽车厂冲压成形时产生大量可移动位错，固溶碳原子在经过后续的高温烘烤时效处理后更多地扩散至位错处强烈钉扎形成柯氏气团，这种位错钉扎引起的变形不均匀会导致涂漆外观目视效果变差，镀锌钢板体现为表面纹理Wsa变差，这将会严重影响汽车厂涂漆之后的长短波数据和外观目视效果。对于热镀锌合金化产品来讲，又不同于纯镀锌产品表面，其表面还受到相结构等诸多因素的影响，因此对于热镀锌合金化H220BD钢板，要结合合金化GA镀层和H220BD钢板的特点，如何设计合理的钢种成分，制定有效合金化工艺制度，得到结构均匀可控的相结构及孔隙率，控制表面纹理的产生，满足汽车厂新涂漆工艺下对外板表面的需求，对于国内外热镀锌合金化汽车板发展具有重要意义。到目前为止未见通过调节成分、工艺制度控制孔隙结构来改善合金化镀层产品表面波纹度的相关报道。
发明内容
现有技术对纯锌镀层产品和合金化镀层产品，所涉及满足新涂漆工艺要求改善表面纹理，是通过镀层粗糙度去解决波纹度问题，没有从孔隙结构去改善合金化镀层产品表面波纹度来满足新涂漆要求的相关报道。目前对于热镀锌合金化产品由锌层粗糙度影响表面纹理已经得到很大改善。但是在实际零件应用当中，冲压变形后的H220BD烘烤硬化钢应用于新涂漆工艺仍然会出现表面纹理问题，在烘烤涂漆之后外观目视效果达不到客户要求。为解决热镀锌合金化H220BD钢板在汽车厂冲压成形时产生大量可移动位错，固溶碳原子在经过后续的高温烘烤时效处理后更多地扩散至位错处强烈钉扎形成柯氏气团，引起不均匀变形，以及合金化镀层结构导致镀锌钢板表面纹理Wsa变差，涂漆外观目视效果差等问题，本发明提供了一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板及其制备方法，即通过控制合金化产品表面的孔隙结构，生产出冲压5％变形后表面波纹度Wsa￡0.35mm，屈服强度为220Mpa级别的热镀锌合金化烘烤硬化钢板。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，所述钢板的化学成分重量百分比为：0＜C≤0.003％、0.04％≤Si≤0.08％、0.25％≤Mn≤0.65％、0.03％≤P≤0.07％、0＜S≤0.012％、0＜N≤0.005％、0.02％≤Al≤0.08％、0＜Cr≤0.06％、0.001％≤Nb≤0.006％、0＜Ti≤0.01％、0＜Ni≤0.06％、0＜B≤0.0005％，其中N×48/14/2<Ti<N×48/14，Al>(N-Ti×14/48)×27/14，10ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述的钢板孔隙率为8～22％，孔隙尺寸为5～30mm，呈均匀、细小、弥散分布形态。
所述的钢板在冲压5％形变后，测定表面波纹度Wsa≤0.35μm。
所述的钢板制造方法为依次经过：炉冶炼－炉外精炼－连铸－热连轧－冷酸连轧－镀锌线退火－热浸镀－合金化；
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到化学成分与所述孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板化学成分相同的钢材板坯；
热连轧：将钢材板坯加热到1200～1300℃，保温120～180min，精轧开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为880～940℃，卷取温度530～620℃；
冷酸连轧：冷轧压下率控制在75～85％之间；
镀锌线退火：加热段温度为800～860℃；保温段温度为800～860℃，保温时间为30～90s；控制加热段炉内露点；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至680～740℃，冷却速率为2～15℃/s，然后快冷至480～540℃，冷却速率为16～60℃/s；
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量在0.10～0.15％；锌液温度为450～470℃，镀锌时间为2～5s；镀锌结束后，冷却到260～300℃，冷却速率为9～25℃/s，然后水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在9～12％，光整辊的表面粗糙度Ra为0.6～1.4μm；
合金化：合金化炉保温温度450～550℃，保温时间10～30s；单位合金化功率220～320kw/m2。
所述的退火控制加热段炉内露点的方法是向退火炉内加水，当15ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，退火炉内露点达到-15～-5℃；10ppm≤C-Nb×12/93<15ppm，退火炉内露点达到-25～-15℃。
本发明的技术原理如下：
经实践研究得出烘烤硬化钢种本身变形不均匀会引起表面纹理类缺陷，此外，对于合金化镀层产品来讲，镀层孔隙结构对表面纹理有很大影响。所以本发明一方面考虑钢种本身对表面波纹度的影响，采用了特殊的热轧工艺、镀锌工艺中控制退火温度、炉内露点、镀后冷却和合金化温度以及光整辊表面粗糙度控制等工艺设置，另一方面控制合金化镀层化学成分，得到均匀孔隙结构镀层，明显改善了冲压后镀层表面纹理。
(1)化学成分
C：C对于烘烤硬化钢板来说是一个最重要的组分，一方面为了提高烘烤硬化钢板的延伸率、r值以及耐时效性能，C含量越低越好，但过低的C含量会影响烘烤硬化钢的BH值；另一方面C含量高，烘烤硬化钢的烘烤硬化性能好，但是当C含量增加时，固溶C含量也随之增加，使位错钉扎引起的变形不均匀导致涂漆外观目视效果变差，室温应变时效性恶化。所以C含量应保持在一个合适的范围内。本发明经研究得出C重量百分比满足0＜C≤0.003％可使上述指标均达到较为理想的状态。
Si：添加Si对提高烘烤硬化钢的强度及BH值是有利的，但是Si含量超过1.0％会使钢板的焊接性变差且深冲性降低；对于热镀锌合金化产品来讲，Si会成为Fe-Zn扩散的抑制层，对合金化不利；同时由于烘烤硬化钢H220BD要在炉内加水控制露点，此时Si会影响镀层表面质量。本发明经研究得出Si最佳重量百分比为0.04％≤Si≤0.08％。
Mn：添加适量的Mn可以提高钢板强度，同Si有类似的作用。但是Mn添加过多时，会使钢板陈冲性能降低，此外，在炉内加水气氛中，Mn容易被氧化形成漏镀点，影响镀层表面质量。本发明经研究得出Mn重量百分比满足0.25％≤Mn≤0.65％较为适宜。
P：P是提高强度的有效元素，同时P的添加对于r值的影响较小，但是由于P原子容易沿晶界偏聚，其含量较高会产生二次冷加工脆性，使耐冲击性变差，并对焊接不利。本发明经研究得出P最佳重量百分比为0.03％≤P≤0.07％。
S：S是绝大多数钢中的杂质元素，应尽量降低其含量，通常允许在0.05％以下。S在钢中容易偏析，同时与钢中的Mn生成MnS，这种长条状夹杂会影响钢的冲击性能，为了确保烘烤硬化钢的冲压成形性能，本发明经研究得出S最佳重量百分比为0＜S≤0.012％
N：N可提高钢的强度和硬度值，降低r值，引起时效。在用Ti微合金化的钢中，N可视为一种有价值的合金元素。因为稳定的细小弥散的TiN质点能防止通过反复再结晶而细化的奥氏体聚合。烘烤硬化钢中Ti/N小，高温下TiN颗粒数目少，可有效阻碍奥氏体晶粒长大；Ti/N值大，Ti大量融入基体，一方面强化基体降低了韧性，另一方面，钢液中析出的TiN颗粒粗化，不能有效地阻碍奥氏体晶粒长大，还会形成的大量TiN，使钢板的延伸率和r值下降，本发明经研究得出N最佳重量百分比为0＜N≤0.005％。
Al：Al主要是为了脱氧作用而添加的，添加的Al与N可发生反应，利用N元素的固溶，中和过量的游离氮。由于AlN在低温析出，所以可以通过控制卷取温度来达到细化晶粒的目的。其含量低于0.010％，则产生气泡，形成缺陷；超过0.10％时，氧化铝夹杂增多，使钢的延展性变差，影响炼钢和连铸生产。对于本发明的超低碳烘烤硬化钢，N首先与Ti结合，为了保证剩余N被Al完全消耗掉，从而保证烘烤硬化钢的时效性，本发明经研究得出Al最佳重量百分比为0.02％≤Al≤0.08％，Al>(N-Ti×14/48)×27/14。
Ti：Ti是作为固定N和S原子的合金元素加入，在高温热轧时形成Ti的氮化物和硫化物，有利于除掉杂质S起到净化钢质的作用，它们比较稳定，在后续的高温退火时不会溶解或者只是部分溶解，避免了N原子的室温时效现象。Ti在与C反应之前，先与N结合，但是由于Ti的化合物在高温析出，而且化合物种类多，控制过程比较复杂，在后续退火过程中回溶量的种类多，影响性能的稳定性，尤其是BH值。所以本发明要添加一定量的Ti，反应掉部分N；Ti含量也不易过高，过多的Ti原子可能会与C原子结合导致游离的C原子含量降低，影响BH值，还会使再结晶温度上升，引起加工性能的恶化。本发明经研究得出Ti最佳重量百分比为0＜Ti≤0.01％，N×48/14/2<Ti<N×48/14。
Nb：Nb主要与C结合，在热轧过程中析出碳化合物，推迟奥氏体再结晶，抑制晶粒长大，从而达到细化晶粒的作用，使冷轧热镀锌烘烤硬化钢晶粒细小和均匀。由于Al和N结合的能力比Nb强，主要用Nb与C反应生成NbC沉淀，通过加Nb控制固溶C含量。过高的Nb可与C原子结合导致游离的C原子含量降低，影响BH值，与Ti的作用相似。本发明经研究得出Nb最佳重量百分比为0.001％≤Nb≤0.006％，10ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm。
(2)工艺参数
将厚度为170～230mm的板坯放置加热炉内加热，加热炉要保证板坯的温度均匀性，加热温度控制在1200～1300℃之间，温度过高会导致板坯的过烧和过热。加热时间为120～180min，在炉时间是板坯加热带要求的出炉温度和要求的温度均匀性所用的时间，保证使板坯的组织和成分均匀化。
精轧开轧温度控制在1000～1150℃之间，是为了精轧的前几个机架实现再结晶区轧制，降低前几个机架大压下量下的轧制负荷。
热轧终轧温度控制在880～940℃之间，略高于Ar3，以防止终轧期间奥氏体向铁素体的转变，导致组织及晶粒大小不均匀，出现混晶导致变形不均匀。
卷取温度控制在530～620℃之间，控制卷取温度，主要是得到细小弥散的第二相粒子，由于AlN在低温析出，可以通过控制卷取温度来达到细化晶粒的目的，细小弥散的二相粒子会阻止晶粒长大，使组织细小均匀化，防止晶粒过大引起的局部变形不均匀，影响变形之后的表面纹理。卷取温度过低，AlN析出数量少，钢种固溶N会增多，影响BH值和时效性。本发明卷取温度控制在530～620℃之间。
热轧卷酸洗后冷轧压下率控制在75～85％之间，冷轧是在再结晶温度以下轧制，冷轧压下率低于75％，可能导致r值较小；冷轧压下率越高，形变储能越大，再结晶驱动力越大，有利于再结晶晶粒形核，增加形核率，压下率高于85％，可能会增加C原子晶界偏聚量，对性能产生不利影响。本发明冷轧压下率控制在75～85％。
连续热镀锌退火线加热段带钢温度为800～860℃，由于合金元素Ti，Nb(C、N)在加热过程中会发生溶解，温度越高溶解的越多，有更多的间隙原子C、N钉扎在可移动位错中，提高了烘烤硬化值。但是退火温度不能太高，因为过高的烘烤硬化值会影响其耐时效性能。同时，控制炉内露点，控制露点的方法是向退火炉内加水，当15ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，退火炉内露点达到-15～-5℃；10ppm≤C-Nb×12/93<15ppm，退火炉内露点达到-25～-15℃，来实现对固溶C、N的控制，提高烘烤硬化钢的烘烤硬化值和时效性能，这对变形均匀性也是非常有益的。如果温度设置过低，H220BD烘烤硬化钢冷轧后的纤维组织无法实现完全回复再结晶，影响其后续的冲压性能；如果温度设置过高，晶粒异常长大。温度过低或者过高，都会导致晶粒的不均匀，而导致材料在冲压过程中变形不均匀引起表面纹理，影响涂漆后的外观目视效果。
在热镀锌退火炉冷却段控制缓冷温度680～740℃，快冷温度480～540℃，在退火过程中回溶的Ti(C、N)发生分解后，防止在冷却过程中形成细小弥散的析出物，影响变形均匀性，导致表面纹理变差。所以本发明炉内缓冷温度680～740℃，快冷温度480～540℃。
退火后采用炉内冷却，将钢板从均热温度冷却到480～540℃，冷却速率为16～60℃/s，为获得良好的镀锌层做准备。
镀锌时锌液温度为450～470℃，镀锌时间为2～5s，镀锌温度过高会使铁元素扩散到锌层中，不利于锌层控制。此外，要严格锌锅Al含量，形成的Fe2Al5中间层既不能过薄，导致Zn、Fe扩散不均匀，局部形成爆发组织，又不能过厚影响Zn、Fe的充分扩散，因此，本专利锌锅Al含量控制在0.10～0.15％。
镀锌结束后，进入合金化炉，保温温度为450～550℃，保温时间10～30s，单位合金化功率220～320kw/m2。在合金化过程中，会发生Zn/Fe扩散表面形成不同的相结构，合金化炉的温度、时间以及合金化功率影响其表面相结构的组成和分布，从而影响其孔隙结构。合金化炉温度过低、合金化时间短、合金化功率低的话，会使Zn-Fe合金扩散不充分，影响表面相的生长速度，孔隙率不均匀；合金化炉温度过高、合金化时间长、合金化功率高，会使Zn、Fe扩散加剧，此时表面相生长速度过快，孔隙率从合金相的G相开始生长，形成的孔隙形态较大，对表面纹理产生影响。因此，本专利合金化炉保温温度为450～550℃，保温时间10～30s，单位合金化功率220～320kw/m2，得到具有均匀孔隙结构特征的合金化镀层产品，孔隙结构控制在8～22％，对表面波纹度Wsa影响最小。然后经过镀后冷却到260～300℃，冷却速率为9～25℃/s，然后水冷至40℃以下，主要是保证带钢在随后的光整工艺表面质量。
在热镀锌光整过程中，光整辊的表面粗糙度通过轧制复印到产品表面上。因此，要通过控制光整辊的表面粗糙度来实现热镀锌产品的表面粗糙度控制。因为粗糙度的滤波范围与表面波纹度的滤波范围有重叠部分，导致粗糙度的高低对表面波纹度有直接影响。粗糙度越低，表面波纹度也越低。但是考虑冲压过程中对表面粗糙度有要求，产品的表面粗糙度是由热镀锌过程中光整辊的表面粗糙度控制的，因此，本专利控制光整辊的表面粗糙度0.6～1.4mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过有效调配关键合金元素，并精准设计热轧、镀锌的退火温度、炉内露点、镀后冷却和合金化温度以及光整辊表面粗糙度控制等工艺设置，利用Ti、Nb、Al等微合金元素实现对C、N的固定，留有一定数量的固溶碳原子，保证了烘烤硬化值、耐时效性，使合金化镀层孔隙结构均匀，避免了高温烘烤时效处理后固溶碳原子扩散至位错处钉扎形成柯氏气团带来的不均匀性变形；同时，本专利添加的Ti固定部分N，剩余N被Al完全消耗，由于AlN在低温析出，通过降低卷取温度实现细化晶粒的目的，提高了冲压过程中局部区域变形的均匀性，改善了Wsa值和涂漆后外观目视效果。
2)控制镀锌加热过程中的退火温度，兼顾烘烤硬化钢烘烤硬化性能和耐时效性能。烘烤硬化钢是利用Ti、Nb实现对间隙原子的部分固定，要留有一定数量的间隙原子在烘烤过程中提高强度(BH值)。由于合金元素Ti，Nb(C、N)在加热过程中会发生溶解，温度越高溶解的越多，有更多的间隙原子C、N钉扎在可移动位错中，提高了烘烤硬化值。但是退火温度不能太高，因为过高的烘烤硬化值会影响其耐时效性能。所以本专利通过合理退火工艺与成分的精准匹配，实现对烘烤硬化钢烘烤硬化性能和耐时效性能的兼顾。
3)控制炉内露点，来实现对固溶C、N的控制，提高烘烤硬化钢的烘烤硬化值和时效性能，改善变形均匀性。既要有一定数量的间隙原子C、N钉扎在可移动位错中，形成柯氏气团，来保证烘烤硬化值，又不能有过多的C、N钉扎位错导致缓时效性能降低，保证时效性能，本专利通过露点来解决这一问题，当钢种固溶C在15～18ppm时，炉内露点-15～-5℃，当钢种固溶C在10～15ppm时，炉内露点-25～-15℃。
4)烘烤硬化钢中的Ti元素与间隙原子C、N形成细小弥散的TiC/TiN析出时，会对晶粒产生钉扎作用，形成柯氏气团，产生微观范围内的变形不均匀，影响表面纹理。在镀锌工艺中的退火过程中，将钢板从加热温度缓冷至680～740℃，快冷至480～540℃，然后进行镀锌。提高冷却段缓冷温度是为了保证在退火段回溶的Ti(C，N)，在冷却过程中不会形成细小弥散的析出物，保证变形的均匀性，改善钢板表面纹理。
5)合金化过程中，控制锌锅Al含量在0.10～0.15％，镀层Fe在9～12％之间，目的是得到细小均匀密实状的d1k相，减少或避免栅状疏松结构的d1p相形成，得到均匀结构特征的孔隙率；同时合金化功率的精确控制也有利于得到均匀细小弥散分布的孔隙结构。
6)对于热镀锌合金化产品来讲，Al含量比生产纯锌镀层时低，当钢板进入锌锅时，Fe和Al首先形成Fe2Al5中间层，合金化镀层产品在镀锌锅后的合金化炉中发生Zn-Fe合金的互相扩散，Zn、Fe原子就要冲破中间层Fe2Al5层。因此，对于热镀锌合金化产品，其Al含量要低，但是Al含量过低的话，形成的Fe2Al5层不均匀，会导致局部Zn、Fe扩散的不均匀，形成爆发组织；Al含量过高，形成的Fe2Al5较厚，会阻碍Zn、Fe的充分扩散，影响表面相结构及孔隙率。
7)合金化过程中，控制合金化炉保温温度为450～550℃，保温时间10～30s，单位合金化功率220-320kw/m2，改善Zn/Fe扩散表面形成不同的相结构，得到具有均匀孔隙结构特征的合金化镀层产品。
8)热连轧时，将板坯加热到1200～1300℃，保温120～180min，精轧开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为880～940℃，卷取温度530～620℃，可以实现细晶和组织成分均匀化，最终得到晶粒细小、尺寸均匀的组织，进一步提高冲压变形过程中均匀变形能力，改善表面波纹度Wsa值，提高冲压后涂漆效果。解决了H220BD烘烤硬化钢钢用于汽车外板时，冲压变形量较大，如果内部组织不均匀，在后续进行冲压过程中，这些区域抵抗变形的能力不同，导致不同区域变形程度不均匀，在冲压后的表面形成微观的凸凹不平，导致涂漆后目视效果变差，体现为表面波纹度Wsa值增加。
9)对于超低碳微合金H220BD烘烤硬化钢板而言，固溶原子的数量通过微合金元素Ti、Nb与C、N等原子的比例来控制。在现有技术条件下，由于匹配无法精准控制，因此烘烤硬化值和耐时效性能无法兼顾，本专利通过热镀锌退火炉加热段控制炉内露点，控制露点的方法是向退火炉内加水，当15ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，退火炉内露点达到-15～-5℃；10ppm≤C-Nb×12/93<15ppm，退火炉内露点达到-25～-15℃。既要有一定数量的间隙原子C、N钉扎在可移动位错中，形成柯氏气团，来保证烘烤硬化值，又不能有过多的C、N钉扎位错导致缓时效性能降低的问题。
10)在热镀锌产线过程中，控制光整辊的表面粗糙度为0.6～1.4μm，使得热镀锌合金化H220BD烘烤硬化钢表面粗糙度满足新涂漆表面要求。因为粗糙度的滤波范围与表面波纹度的滤波范围有重叠部分，导致粗糙度的高低对表面波纹度有直接影响，粗糙度越低，表面波纹度也越低。但是考虑冲压过程中对表面粗糙度有要求，产品的表面粗糙度是由热镀锌过程中光整辊的表面粗糙度控制的，因此，本专利控制光整辊的表面粗糙度0.6～1.4mm。
附图说明
图1、图2是孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板晶粒组织图。
图3是孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板孔隙结构图；其中(a)孔隙率7％；(b)孔隙率13％。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合以下实施案例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
具体实施例采用如下技术方案实现：
所述钢板的化学成分重量百分比为：0＜C≤0.003％、0.04％≤Si≤0.08％、0.25％≤Mn≤0.65％、0.03％≤P≤0.07％、0＜S≤0.012％、0＜N≤0.005％、0.02％≤Al≤0.08％、0＜Cr≤0.06％、0.001％≤Nb≤0.006％、0＜Ti≤0.01％、0＜Ni≤0.06％、0＜B≤0.0005％，其中N×48/14/2<Ti<N×48/14，Al>(N-Ti×14/48)×27/14，10ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述的钢板孔隙率为8～22％，孔隙尺寸为5～30mm，呈均匀、细小、弥散分布形态。
所述的钢板在冲压5％形变后，测定表面波纹度Wsa≤0.35μm。
所述的钢板制造方法为依次经过：炉冶炼－炉外精炼－连铸－热连轧－冷酸连轧－镀锌线退火－热浸镀－合金化；
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到化学成分与所述孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板化学成分相同的钢材板坯；
热连轧：将钢材板坯加热到1200～1300℃，保温120～180min，精轧开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为880～940℃，卷取温度530～620℃；
冷酸连轧：冷轧压下率控制在75～85％之间；
镀锌线退火：加热段温度为800～860℃；保温段温度为800～860℃，保温时间为30～90s；控制加热段炉内露点；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至680～740℃，冷却速率为2～15℃/s，然后快冷至480～540℃，冷却速率为16～60℃/s；
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量在0.10～0.15％；锌液温度为450～470℃，镀锌时间为2～5s；镀锌结束后，冷却到260～300℃，冷却速率为9～25℃/s，然后水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在9～12％，光整辊的表面粗糙度Ra为0.6～1.4μm；
合金化：合金化炉保温温度450～550℃，保温时间10～30s；单位合金化功率220-320kw/m2。
所述的退火控制加热段炉内露点的方法是向退火炉内加水，当15ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，退火炉内露点达到-15～-5℃；10ppm≤C-Nb×12/93<15ppm，退火炉内露点达到-25～-15℃。
【实施例1】
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到钢材板坯的化学成分见表1。
表1实施例1钢材板坯的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al Cr Nb Ti N
1 0.0023 0.050 0.39 0.040 0.003 0.060 0.012 0.004 0.001 0.0019
热连轧：将表1中钢坯进行热连轧工艺处理。铸坯置于步进式加热炉中加热，加热温度1244℃，保温130min，铸坯出炉进行高压水除鳞、粗轧机轧制后、进入精轧机组轧制，精轧开轧温度为1123℃，终轧温度为935℃，层流冷却后卷取，卷取温度612℃。
冷酸连轧：热连轧处理后，经酸洗冷轧，冷轧压下率为80％，得到厚度为0.8～2.5mm冷轧卷板。
镀锌线退火：退火加热段温度为825℃；保温段温度为830℃，保温时间为30s；控制加热段炉内露点，使退火炉内露点达到-5℃；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至688℃，冷却速率为10℃/s，然后快冷至535℃，冷却速率为20℃/s。
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量0.12％；锌液温度为460℃，镀锌时间为2s；镀锌结束后，冷却到260℃，冷却速率为9℃/s，再水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在9％，光整辊的表面粗糙度Ra为1.4μm。
合金化：合金化炉保温温度为507℃，保温时间16s；单位合金化功率270kw/m2，得到孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板。其性能指标见表2。
表2力学性能及表面波纹度指标
实施例 Rp0.2/MPa Rm/MPa A80/％ r n BH 孔隙率/％ Wsa/μm
1 225 348 37 2.14 0.21 37 15 0.317
Rp0.2：屈服强度，MPa；
Rm：抗拉强度，MPa；
A80：延伸率，％；
BH：烘烤硬化值；
r：塑性应变比；
n：加工硬化指数；
Wsa：表面波纹度，μm。
【实施例2】
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到钢材板坯的化学成分见表3。
表3实施例钢的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al Cr Nb Ti N
2 0.0024 0.051 0.40 0.049 0.004 0.054 0.010 0.006 0.001 0.0016
热连轧：将表3中钢坯进行热连轧工艺处理。铸坯置于步进式加热炉中加热，加热温度1233℃，保温140min，铸坯出炉进行高压水除鳞、粗轧机轧制后、进入精轧机组轧制，精轧开轧温度为1077℃，终轧温度为916℃，层流冷却后卷取，卷取温度602℃。
冷酸连轧：热连轧处理后，经酸洗冷轧，冷轧压下率为79％，得到厚度为0.8～2.5mm冷轧卷板。
镀锌线退火：退火加热段温度为832℃；保温段温度为835℃，保温时间为30s；控制加热段炉内露点，使退火炉内露点达到-10℃；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至710℃，冷却速率为10℃/s，然后快冷至528℃，冷却速率为20℃/s。
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量0.13％；锌液温度为458℃，镀锌时间为2s；镀锌结束后，冷却到260℃，冷却速率为9℃/s，再水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在11％，光整辊的表面粗糙度Ra为1.0μm。
合金化：合金化炉保温温度为501℃，保温时间19s；单位合金化功率290kw/m2，得到孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其性能指标见表4。
表4力学性能及表面波纹度指标
实施例 Rp0.2/MPa Rm/MPa A80/％ r n BH 孔隙率/％ Wsa/μm
2 223 347 39 2.21 0.21 36 17 0.322
【实施例3】
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到钢材板坯的化学成分见表5。
表5实施例钢的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al Cr Nb Ti N
3 0.0016 0.049 0.40 0.049 0.006 0.059 0.011 0.004 0.002 0.0022
热连轧：将表5中钢坯进行热连轧工艺处理。铸坯置于步进式加热炉中加热，加热温度1240℃，保温120min，铸坯出炉进行高压水除鳞、粗轧机轧制后、进入精轧机组轧制，精轧开轧温度为1055℃，终轧温度为900℃，层流冷却后卷取，卷取温度564℃。
冷酸连轧：热连轧处理后，经酸洗冷轧，冷轧压下率为83％，得到厚度为辊0.8～2.5mm冷轧卷板。
镀锌线退火：退火加热段温度为818℃；保温段温度为825℃，保温时间为30s；控制加热段炉内露点，使退火炉内露点达到-20℃；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至685℃，冷却速率为10℃/s，然后快冷至490℃，冷却速率为20℃/s。
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量0.11％；锌液温度为460℃，镀锌时间为2s；镀锌结束后，冷却到260℃，冷却速率为9℃/s，再水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在10％，光整辊的表面粗糙度Ra为0.7μm。
合金化：合金化炉保温温度为495℃，保温时间15s；单位合金化功率260kw/m2，得到孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其性能指标见表6。
表6力学性能及表面波纹度指标
实施例 Rp0.2/MPa Rm/MPa A80％ r n BH 孔隙率/％ Wsa/μm
3 221 344 40 2.43 0.22 34 7 0.305
【实施例4】
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到钢材板坯的化学成分见表7。
表7实施例钢的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al Cr Nb Ti N
4 0.0016 0.049 0.40 0.049 0.006 0.059 0.011 0.004 0.002 0.0022
热连轧：将表7中钢坯进行热连轧工艺处理。铸坯置于步进式加热炉中加热，加热温度1240℃，保温120min，铸坯出炉进行高压水除鳞、粗轧机轧制后、进入精轧机组轧制，精轧开轧温度为1055℃，终轧温度为900℃，层流冷却后卷取，卷取温度564℃。
冷酸连轧：热连轧处理后，经酸洗冷轧，冷轧压下率为83％，得到厚度为辊0.8～2.5mm冷轧卷板。
镀锌线退火：退火加热段温度为800℃；保温段温度为810℃，保温时间为30s；控制加热段炉内露点，使退火炉内露点达到-20℃；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至685℃，冷却速率为10℃/s，然后快冷至490℃，冷却速率为20℃/s。
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量0.12％；锌液温度为460℃，镀锌时间为2s；镀锌结束后，冷却到260℃，冷却速率为9℃/s，再水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在11％，光整辊的表面粗糙度Ra为0.7μm。
合金化：合金化炉保温温度为515℃，保温时间25s；单位合金化功率270kw/m2，得到孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其性能指标见表8。
表8力学性能及表面波纹度指标
实施例 Rp0.2/MPa Rm/MPa A80％ r n BH 孔隙率/％ Wsa/μm
4 220 342 41 2.55 0.21 33 13 0.296
【实施例5】
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到钢材板坯的化学成分见表9。
表9实施例钢的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al Cr Nb Ti N
5 0.0023 0.045 0.40 0.044 0.003 0.064 0.012 0.006 0.001 0.0018
热连轧：将表9中钢坯进行热连轧工艺处理。铸坯置于步进式加热炉中加热，加热温度1249℃，保温150min，铸坯出炉进行高压水除鳞、粗轧机轧制后、进入精轧机组轧制，精轧开轧温度为1107℃，终轧温度为922℃，层流冷却后卷取，卷取温度597℃。
冷酸连轧：热连轧处理后，经酸洗冷轧，冷轧压下率为80％，得到厚度为0.8～2.5mm冷轧卷板。
镀锌线退火：退火加热段温度为841℃；保温段温度为847℃，保温时间为30s；控制加热段炉内露点，使退火炉内露点达到-10℃；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至707℃，冷却速率为10℃/s，然后快冷至526℃，冷却速率为20℃/s。
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量0.13％；锌液温度为458℃，镀锌时间为2s；镀锌结束后，冷却到260℃，冷却速率为9℃/s，再水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在10.5％，光整辊的表面粗糙度Ra为0.8μm。
合金化：合金化炉保温温度为491℃，保温时间15s；单位合金化功率300kw/m2，得到孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其性能指标见表10。
表10力学性能及表面波纹度指标
实施例 Rp0.2/MPa Rm/MPa A80％ r n BH 孔隙率/％ Wsa/μm
5 224 347 39 2.28 0.22 35 15 0.313
【实施例6】
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到钢材板坯的化学成分见表11。
表11实施例钢的化学成分(wt％)
实施例 C Si Mn P S Al Cr Nb Ti N
6 0.0017 0.048 0.42 0.047 0.007 0.076 0.026 0.004 0.001 0.0013
热连轧：将表11中钢坯进行热连轧工艺处理。铸坯置于步进式加热炉中加热，加热温度1237℃，保温120min，铸坯出炉进行高压水除鳞、粗轧机轧制后、进入精轧机组轧制，精轧开轧温度为1050℃，终轧温度为893℃，层流冷却后卷取，卷取温度536℃。
冷酸连轧：热连轧处理后，经酸洗冷轧，冷轧压下率为85％，得到厚度为0.8～2.5mm冷轧卷板。
镀锌线退火：退火加热段温度为805℃；保温段温度为813℃，保温时间为30s；控制加热段炉内露点，使退火炉内露点达到-20℃；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至719℃，冷却速率为10℃/s，然后快冷至514℃，冷却速率为20℃/s。
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量0.12％；锌液温度为461℃，镀锌时间为2s；镀锌结束后，冷却到260℃，冷却速率为9℃/s，再水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在11％，光整辊的表面粗糙度Ra 0.7μm。
合金化：合金化炉保温温度为488℃，保温时间17s；单位合金化功率270kw/m2，得到孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其性能指标见表12。
表12力学性能及表面波纹度指标
实施例 Rp0.2/MPa Rm/MPa A80％ r n BH 孔隙率/％ Wsa/μm
6 215 343 42 2.67 0.22 31 13 0.304
本发明优化设计化学成分，特殊的热轧、冷却、镀锌工艺、镀后冷却及光整工艺等，可以实现晶粒细化和均匀化(见附图1～2)，提高冲压变形过程中均匀变形能力，通过表面粗糙度改善表面纹理；得到孔隙率8～22％，呈均匀、细小、弥散分布的镀层(见附图3)，优化Wsa值，使钢板变形5％后表面波纹度Wsa≤0.35mm，改善冲压后表面纹理，提高冲压涂漆后的外观目视效果，得到符合客户采用新涂漆工艺后对汽车外板高表面要求的热镀锌合金化H220BD烘烤硬化钢板。

Claims (5)

1.一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分重量百分比为：0＜C≤0.003％、0.04％≤Si≤0.08％、0.25％≤Mn≤0.65％、0.03％≤P≤0.07％、0＜S≤0.012％、0＜N≤0.005％、0.02％≤Al≤0.08％、0＜Cr≤0.06％、0.001％≤Nb≤0.006％、0＜Ti≤0.01％、0＜Ni≤0.06％、0＜B≤0.0005％，其中N×48/14/2<Ti<N×48/14，Al>(N-Ti×14/48)×27/14，10ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其特征在于，所述的钢板孔隙率为8～22％，孔隙尺寸为5～30mm，呈均匀、细小、弥散分布形态。
3.根据权利要求1所述的一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其特征在于，所述的钢板在冲压5％形变后，测定表面波纹度Wsa≤0.35μm。
4.根据权利要求1所述的一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其特征在于，所述的钢板制造方法为依次经过：炉冶炼－炉外精炼－连铸－热连轧－冷酸连轧－镀锌线退火－热浸镀－合金化；
经过炉冶炼、炉外精炼和连铸得到化学成分与所述孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板化学成分相同的钢材板坯；
热连轧：将钢材板坯加热到1200～1300℃，保温120～180min，精轧开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为880～940℃，卷取温度530～620℃；
冷酸连轧：冷轧压下率控制在75～85％之间；
镀锌线退火：加热段温度为800～860℃；保温段温度为800～860℃，保温时间为30～90s；控制加热段炉内露点；退火后采用炉内冷却，将钢板缓冷至680～740℃，冷却速率为2～15℃/s，然后快冷至480～540℃，冷却速率为16～60℃/s；
热浸镀：采用连续热镀锌生产线进行镀锌，控制锌锅Al含量在0.10～0.15％；锌液温度为450～470℃，镀锌时间为2～5s；镀锌结束后，冷却到260～300℃，冷却速率为9～25℃/s，然后水冷至40℃以下；控制镀层Fe含量在9～12％，光整辊的表面粗糙度Ra为0.6～1.4μm；
合金化：合金化炉保温温度450～550℃，保温时间10～30s；单位合金化功率220～320kw/m2。
5.根据权利要求4所述的一种孔隙均匀低表面波纹度热镀锌合金化H220BD钢板，其特征在于，所述的退火控制加热段炉内露点的方法是向退火炉内加水，当15ppm≤C-Nb×12/93≤18ppm，退火炉内露点达到-15～-5℃；10ppm≤C-Nb×12/93<15ppm，退火炉内露点达到-25～-15℃。
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